一种具有光催化活性的稀土掺杂钛酸钾粉末的合成方法

摘要

本发明属于光催化材料合成技术领域，本发明公开了一种具有光催化活性的稀土离子掺杂钛酸钾粉末的合成方法，本发明通过共沉淀-熔盐法制备了稀土离子掺杂的钛酸钾光催化粉体。由于利用了稀土离子的可见-紫外上转换效应，该粉体具有可见光利用率高、电子-空穴复合几率低、可见光催化活性强等显著优点。实验证明，以高压卤素灯模拟可见光，催化剂浓度为1g/L时，对10mg/L的亚甲基蓝溶液催化30min后，其降解率可达92%以上，优于市售的光催化剂TiO₂（P25）；此外，相比传统的固相法，该粉体的粒径分布窄、尺寸可控、掺杂均匀。

主权项

一种具有光催化活性的稀土离子掺杂钛酸钾粉末的合成方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：（1）将稀土离子的氧化物用浓硝酸进行溶解，或将稀土离子的硝酸盐溶于蒸馏水中，形成浓度为0.05～0.2mol·l^‑1稳定透明的含稀土离子溶液；（2）将含钛溶液和可溶性钾盐溶液与步骤（1）制备的含稀土离子溶液进行混合，使混合溶液中稀土离子：Ti³⁺：K⁺的摩尔比为x：（100‑x）：（30～55），其中x=0.1～1，并用氨水调节pH值至6.5～7.5；（3）再往步骤（2）的混合溶液中加入稍过量的沉淀剂至PH值为9.0～9.5，并加热至70～80℃，直至形成均一稳定的混合沉淀液相，即前驱体；（4）将步骤（3）得到的前驱体进行搅拌干燥、研磨后备用。然后将熔盐与前驱体粉末按质量比为熔盐/前驱体=3～6的比例进行混合，干燥，并盛放于陶瓷坩埚中，于600～1000℃下煅烧，并在最高温度保温1～5小时；（5）煅烧完毕将得到的产物用蒸馏水反复洗涤、干燥，即可得到具有光催化活性的稀土离子掺杂钛酸钾粉末。