專利名稱：一種TiOF₂光催化薄膜的低溫制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，具體涉及到一種在低溫下實(shí)現(xiàn)在玻璃、陶瓷基質(zhì)上均勻化學(xué)鍍TiOF2光催化薄膜的方法。以及這種光催化劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，利用半導(dǎo)體光催化劑處理各種環(huán)境污染已引起世界各國研究人員的關(guān)注。光催化劑在降解有機(jī)污染物及空氣凈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?cè)诟鞣N基質(zhì)表面成為制約光催化技術(shù)廣泛應(yīng)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(shí)際生產(chǎn)和使用了帶來極大的不便。而普通的低溫浸漬法，基質(zhì)與鍍膜液沒有化學(xué)作用，很難在基質(zhì)表面形成穩(wěn)定的薄膜。 本發(fā)明針對(duì)這些技術(shù)難點(diǎn)，提出低溫下在玻璃、陶瓷基質(zhì)上均勻化學(xué)鍍TiOF2光催化薄膜的方法，可實(shí)現(xiàn)薄膜簡(jiǎn)單快捷，大批量生產(chǎn)，并且制得薄膜均勻、穩(wěn)定、透光性好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。本發(fā)明另一目的是為了提供這種光催化薄膜的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機(jī)溶劑中制得A溶液；A溶液在溫度下強(qiáng)烈攪拌1-5小時(shí)得到澄清的前驅(qū)溶液；2)將前驅(qū)溶液浸漬涂布在玻璃、陶瓷基質(zhì)上，使之與基質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在 313-433Κ下烘制8- 小時(shí)，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產(chǎn)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。將光催化薄膜置于5mg/L羅丹明B溶液中，以波長(zhǎng)大于420nm、300W氙燈照射lh， 反應(yīng)溫度控制在四；31(。通過紫外分光光度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后的吸光度計(jì)算羅丹明B的降解率。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所制備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣凈化中有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明的有益效果為該方法通過化學(xué)反應(yīng)在玻璃、陶瓷基質(zhì)的表面均勻生長(zhǎng) TiOF2薄膜。薄膜與基質(zhì)相互作用強(qiáng)、穩(wěn)定性好，克服了傳統(tǒng)溶膠-凝膠法難以在373Κ在玻璃、陶瓷基質(zhì)上形成穩(wěn)定薄膜的缺點(diǎn)。該方法所制備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣凈化中有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明薄膜側(cè)面場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖分析薄膜厚度；其中a)、實(shí)施例1，b)、 實(shí)施例3，C)、實(shí)施例5。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例3的X射線衍射圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例11的X射線衍射圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例12的光催化劑回收利用壽命的活性圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至373K烘箱陳化 8h，制得光催化薄膜Ti-O. 1-100。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至373Κ烘箱陳化他，制得光催化薄膜Ti-O. 2-100。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至373K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-100。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至373K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 4-100。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至373K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 5-100。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至313K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-40。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至333Κ烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-60。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至353K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-80。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至393K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-120。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至413K烘箱陳化他， 制得光催化薄膜Ti-O. 3-140。所得光催化薄膜直接應(yīng)用于羅丹明B的光催化降解反應(yīng)。實(shí)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。將玻璃片基底浸漬于溶液A中，然后緩慢提升，除去多余的底部溶液并轉(zhuǎn)移至413Κ烘箱陳化他， 制得光催化薄膜。實(shí)施例12實(shí)例3中的薄膜用大量去離子水清洗，然后在^SK溫度下烘干，之后繼續(xù)用來降解羅丹明B溶液。重復(fù)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(shí)施例3、6、7、8、9、10的結(jié)構(gòu)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，其特征在于其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機(jī)溶劑中制得A溶液；A溶液在觀1-32；31(溫度下強(qiáng)烈攪拌1-5小時(shí)得到澄清的前驅(qū)溶液；2)將前驅(qū)溶液浸漬涂布在玻璃、陶瓷基質(zhì)上，使之與基質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在313-43 下烘制8-M小時(shí)，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，其特征在于所述的溶劑是指無水乙醇和無水丁醇。
4.權(quán)利要求1-3任意之一所述方法所制備的光催化薄膜應(yīng)用于在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣凈化中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TiOF2光催化薄膜的低溫制備方法，其步驟為1)將適量的四氟化鈦加入到有機(jī)溶劑中制得A溶液；A溶液在283K-323K溫度下強(qiáng)烈攪拌1-5小時(shí)得到澄清的前驅(qū)溶液；2)將前驅(qū)溶液浸漬涂布在玻璃、陶瓷基質(zhì)上，使之與基質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在313-433K下烘制8-24小時(shí)，即可得到TiOF2薄膜光催化劑產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果為該方法通過化學(xué)反應(yīng)在玻璃、陶瓷基質(zhì)的表面均勻生長(zhǎng)TiOF2薄膜。薄膜與基質(zhì)相互作用強(qiáng)、穩(wěn)定性好，克服了傳統(tǒng)溶膠-凝膠法難以在373K在玻璃、陶瓷基質(zhì)上形成穩(wěn)定薄膜或需要后續(xù)焙燒的缺點(diǎn)。該方法所制備薄膜在液相光催化降解羅丹明B溶液及空氣凈化中有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A62D101/20GK102294253SQ20111015628
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者卞振鋒, 呂伏建, 曹鋒雷, 朱建, 李和興, 王金果 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)