一種TiOF₂光催化薄膜的低溫製備方法及其應用的製作方法

2023-05-06 07:25:06 1

專利名稱：一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，具體涉及到一種在低溫下實現在玻璃、陶瓷基質上均勻化學鍍TiOF2光催化薄膜的方法。以及這種光催化劑的應用。
背景技術：
近年來，利用半導體光催化劑處理各種環境汙染已引起世界各國研究人員的關注。光催化劑在降解有機汙染物及空氣淨化方面具有重要的意義。隨著研究的深入和拓展，如何將光催化劑鍍在各種基質表面成為制約光催化技術廣泛應用的瓶頸。目前普遍使用的鍍膜方法為溶膠-凝膠法。該方法需要高溫焙燒，給實際生產和使用了帶來極大的不便。而普通的低溫浸漬法，基質與鍍膜液沒有化學作用，很難在基質表面形成穩定的薄膜。 本發明針對這些技術難點，提出低溫下在玻璃、陶瓷基質上均勻化學鍍TiOF2光催化薄膜的方法，可實現薄膜簡單快捷，大批量生產，並且製得薄膜均勻、穩定、透光性好。

發明內容
本發明的目的是為了提供一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，以解決現有技術的上述問題。本發明另一目的是為了提供這種光催化薄膜的應用。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機溶劑中製得A溶液；A溶液在溫度下強烈攪拌1-5小時得到澄清的前驅溶液；2)將前驅溶液浸漬塗布在玻璃、陶瓷基質上，使之與基質發生化學反應，在 313-433Κ下烘製8- 小時，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產品。所述的適量四氟化鈦是指A溶液中四氟化鈦的摩爾濃度為0. lmol/L-0. 5mol/L。所述的溶劑是指無水乙醇和無水丁醇。將光催化薄膜置於5mg/L羅丹明B溶液中，以波長大於420nm、300W氙燈照射lh， 反應溫度控制在四；31(。通過紫外分光光度計測量反應前後的吸光度計算羅丹明B的降解率。由實驗數據可知，所製備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣淨化中有廣泛的應用前景。本發明的有益效果為該方法通過化學反應在玻璃、陶瓷基質的表面均勻生長 TiOF2薄膜。薄膜與基質相互作用強、穩定性好，克服了傳統溶膠-凝膠法難以在373Κ在玻璃、陶瓷基質上形成穩定薄膜的缺點。該方法所製備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣淨化中有廣泛的應用前景。


圖1為本發明薄膜側面場發射掃描電鏡圖分析薄膜厚度；其中a)、實施例1，b)、 實施例3，C)、實施例5。
圖2為本發明實施例3的X射線衍射圖。圖3為本發明實施例11的X射線衍射圖。圖4為本發明實施例12的光催化劑回收利用壽命的活性圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施例進一步闡述本發明的技術特點。實施例1在30mL的無水乙醇中加入0. 37g的四氟化鈦，在下攪拌池得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至373K烘箱陳化 8h，製得光催化薄膜Ti-O. 1-100。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例2在60mL的無水丁醇中加入1. 5g的四氟化鈦，在攪拌證得到溶液Α。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至373Κ烘箱陳化他，製得光催化薄膜Ti-O. 2-100。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例3在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在321攪拌Ih得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至373K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-100。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例4在30mL的無水乙醇中加入1. 49g的四氟化鈦，在攪拌4h得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至373K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 4-100。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例5在30mL的無水乙醇中加入1. 86g的四氟化鈦，在311攪拌池得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至373K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 5-100。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例6在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在301攪拌池得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至313K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-40。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例7在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在攪拌池得到溶液Α。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至333Κ烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-60。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例8在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在321攪拌池得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至353K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-80。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例9
在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在攪拌4h得到溶液A。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至393K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-120。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例10在30mL的無水乙醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在301攪拌4h得到溶液Α。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至413K烘箱陳化他， 製得光催化薄膜Ti-O. 3-140。所得光催化薄膜直接應用於羅丹明B的光催化降解反應。實施例11在30mL的無水丁醇中加入1. 12g的四氟化鈦，在攪拌池得到溶液Α。將玻璃片基底浸漬於溶液A中，然後緩慢提升，除去多餘的底部溶液並轉移至413Κ烘箱陳化他， 製得光催化薄膜。實施例12實例3中的薄膜用大量去離子水清洗，然後在^SK溫度下烘乾，之後繼續用來降解羅丹明B溶液。重複前面提到的清洗降解的過程，考察薄膜的光催化壽命性能。表1為薄膜實施例3、6、7、8、9、10的結構參數
權利要求
1.一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，其特徵在於其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機溶劑中製得A溶液；A溶液在觀1-32；31(溫度下強烈攪拌1-5小時得到澄清的前驅溶液；2)將前驅溶液浸漬塗布在玻璃、陶瓷基質上，使之與基質發生化學反應，在313-43 下烘製8-M小時，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產品。
2.根據權利要求1所述的一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，其特徵在於所述的適量四氟化鈦是指A溶液中四氟化鈦的摩爾濃度為0. lmol/L-0. 5mol/L。
3.根據權利要求1所述的一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，其特徵在於所述的溶劑是指無水乙醇和無水丁醇。
4.權利要求1-3任意之一所述方法所製備的光催化薄膜應用於在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣淨化中。
全文摘要
本發明公開了一種TiOF2光催化薄膜的低溫製備方法，其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機溶劑中製得A溶液；A溶液在283K-323K溫度下強烈攪拌1-5小時得到澄清的前驅溶液；2)將前驅溶液浸漬塗布在玻璃、陶瓷基質上，使之與基質發生化學反應，在313-433K下烘製8-24小時，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產品。本發明的有益效果為該方法通過化學反應在玻璃、陶瓷基質的表面均勻生長TiOF2薄膜。薄膜與基質相互作用強、穩定性好，克服了傳統溶膠-凝膠法難以在373K在玻璃、陶瓷基質上形成穩定薄膜或需要後續焙燒的缺點。該方法所製備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣淨化中有廣泛的應用前景。
文檔編號A62D101/20GK102294253SQ20111015628
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者卞振鋒, 呂伏建, 曹鋒雷, 朱建, 李和興, 王金果 申請人:上海師範大學