Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂的制备方法

摘要

本发明提供一种Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：钛酸丁酯水解缓冲液的配制；纳米TiO₂催化剂粉体的制备；Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂的制备，制备成具有光热协同催化效应的Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂。有益效果是该Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂不仅具有光热协同催化特性，而且光热协同催化效果相比于单一的光催化效应提高了30%-40%，相比于单一的热催化效应提高了50%-60%，相比于光催化效应与热催化效应的叠加提高了20%。从能源的利用角度分析，该Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂可有效利用光能和热能进行催化反应，具有节能高效的优势。

主权项

一种Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂的制备方法，该包括以下步骤：（1）钛酸丁酯水解缓冲液的配制将8.52ml质量分数为36%～38%的浓盐酸，加入到已装有无水乙醇溶剂的1000ml容量瓶中，配制成的0.1mol/L的盐酸乙醇溶液作为钛酸丁酯水解缓冲液；（2）纳米TiO₂催化剂粉体的制备制备反应物质原料：钛酸丁酯、无水乙醇、钛酸丁酯水解缓冲液、蒸馏水；在温度为15℃‑35℃下，将钛酸丁酯和无水乙醇置于梨形分液漏斗中，充分混合得到钛酸丁酯组分，记为X组分；将蒸馏水与水解缓冲液置于梨形分液漏斗中混合均匀，得到蒸馏水组分，记为Z组分；取20ml‑50ml钛酸丁酯水解缓冲液置于烧杯中，并将烧杯置于机械搅拌器下进行搅拌，得到钛酸丁酯水解缓冲液体系，记为Y组分；将X组分和Z组分滴加到Y组分中，得到钛酸丁酯水解体系，通过钛酸丁酯的水解‑缩聚反应来实现纳米TiO₂催化剂的制备；同时向Y组分中滴加X组分和Z组分，滴加期间对钛酸丁酯水解体系进行机械搅拌，形成溶胶后继续搅拌，直至形成凝胶体系，停止搅拌，将所述凝胶体系放置陈化12h‑24h，在温度为100℃‑120℃内烘干12h‑24h，形成金黄色固体颗粒，置于马弗炉中热处理晶化成型，在400℃‑700℃中灼烧2h‑5h后，冷却、研磨、过500目标准筛，即得到纳米TiO₂催化剂粉体；（3）Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂的制备配制1L浓度为0.1mol/L‑3mol/L的CuSO₄溶液，取100mL加入到250mL圆底烧瓶中，准确称取0.5g‑2g制备的纳米TiO₂催化剂粉体加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于磁力搅拌器之上，开启磁力搅拌10‑30min，搅拌后超声分散15～20min；随后再次开启磁力搅拌，在磁力搅拌下滴加1mol/L的NaOH溶液，调节pH值为10，得到悬浮液A，将得到的悬浮液A置于水浴锅中，在温度为70℃‑90℃下水浴加热20min‑40min，然后滴加7‑10ml浓度为1mol/L水合肼溶液作为还原剂将铜离子还原成亚铜离子，直至无气泡产生后，继续水浴恒温加热反应30min，得到黄色悬浮液B，将得到的黄色悬浮溶液B在7500rpm转速下离心分离15min，将得到的离心沉淀产物用无水乙醇离心洗涤3‑5次；最后将沉淀产物置于真空干燥箱中，80℃温度下真空干燥10h，得到灰绿色固体，将所得灰绿色固体研磨、过筛，即得到Cu₂O/TiO₂复合光热催化剂。