SiO₂负载S掺杂TiO₂可见光催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种SiO2负载S掺杂TiO2可见光催化剂及其制备方法，所述制备方法是将非金属离子掺杂和多孔载体负载有机结合，利用液相水解的方法，先将钛前驱物包覆在SiO2微球上，然后再通过非金属S掺杂改性，制得分散性良好的S掺杂TiSxOy/SiO2可见光催化剂TiSxOy/SiO2，其晶粒尺寸为8-30nm。本发明通过掺杂S在TiO2表面形成新的能级结构，使催化剂吸收红移至450-550nm，适量的S掺杂不仅能够实现TiO2/SiO2的可见光催化活性，且紫外光催化活性也有显著提高；并且，通过SiO2负载可以改善TiO2粒子团聚，改善TiO2催化剂的分离性能，方便该催化剂的后期处理。

主权项

一种SiO2负载S掺杂TiO2可见光催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂的晶粒尺寸为8‑30nm；其制备方法是以离子液体/水为混合溶剂、SiO2为载体、四氯化钛为Ti源、硫脲为S源，采用液相水解‑沉淀法制备；所述的离子液体/水的混合溶剂，离子液体与水的体积比为：5:1~1:2；所述的离子液体包括1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐；所述制备方法的具体步骤为：1）称取1.0~8.0g的SiO2加入到三口烧瓶中；再加入100‑500mL的离子液体/水混合溶剂，并滴加盐酸调节溶液的pH至3‑5，形成混合溶液；2）滴加5‑30mL的TiCl4到步骤1）的混合溶液中，反应20‑40min；3）将步骤2）得到的溶液升温至70~90℃，并用NH3·H2O调节溶液的pH值至中性，反应30‑60min，得到含有固相产物的溶液；4）将步骤3）得到的含有固相产物的溶液于室温下陈化8‑15h，然后用蒸馏水洗涤固相产物，洗至无Cl‑，再用乙醇洗2‑4次；得固相产物SiO2/ TiO2；5）在步骤4）得到的固相产物中加入硫脲和乙醇，使Ti与硫脲的摩尔量之比为1:0.30 ~ 1:3.00，乙醇的加入量为80‑120mL，在搅拌下反应1‑3 h，室温下陈化8‑12 h，70‑90℃真空干燥，研磨，得物料；6）将研磨后的物料，放进马弗炉中，在空气气氛中以10‑20℃/min的速率升温至400‑800℃,并恒温焙烧1‑5 h，自然冷却至室温，制得所述的SiO2负载S掺杂TiO2可见光催化剂。