一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法
【專利摘要】一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法，其特征在于該分子篩材料是采用鹽酸處理對Y、X或ZSM-5型分子篩進(jìn)行離子交換后，再用溶膠-凝膠法在分子篩上負(fù)載TiO2光催化劑構(gòu)成?？梢云鸬揭种齐娮?空穴對復(fù)合的作用，使得分子篩吸附的有機(jī)物可以很容易的獲得自由活性基團(tuán)，從而提高光催化劑的光催化活性。
【專利說明】一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水質(zhì)凈化功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]分子篩是一種硅鋁酸鹽，它以硅氧四面體為基本結(jié)構(gòu)單元，通過氧原子形成的氧橋?qū)⒐柩跛拿骟w相連接構(gòu)成具有規(guī)則的籠或孔道結(jié)構(gòu)的陰離子骨架。分子篩的το4(τ通常為Si或Al原子)四面體通過頂點(diǎn)的氧原子互相聯(lián)結(jié)，構(gòu)成多元環(huán)結(jié)構(gòu)。這些多元環(huán)即構(gòu)成分子篩中的孔道，其有效直徑稱為孔徑。在環(huán)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行連接而成為三維空間的骨架，它所圍成的空腔稱為籠。這些不同的籠在空間按一定方式作周期性重復(fù)排列就形成分子篩晶體結(jié)構(gòu)。分子篩擁有空曠的骨架結(jié)構(gòu)，大量的微孔，晶穴體積約是總體積409Γ50%。和其它多孔物質(zhì)相比，分子篩擁有很大的比表面積。
[0003]分子篩的離子交換性是分子篩的重要性能之一，是調(diào)節(jié)分子篩表面酸性的重要手段，也是制備某些分子篩基新材料的重要根據(jù)。銳鈦礦相T12雖然具有優(yōu)良的光催化活性，但是這種晶型的T12的吸附能力較差，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。分子篩由于其多孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積，正好具有良好的吸附性能。如兩者結(jié)合起來，從而產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，能有效地提高T12的光催化性能。負(fù)載在分子篩孔道內(nèi)和表面上的T12粒子在紫外光的照射下產(chǎn)生電子-空穴對，因?yàn)榉肿雍Y孔道內(nèi)具有很強(qiáng)的電場強(qiáng)度，其表面也有電子富集，可以起到抑制電子-空穴對復(fù)合的作用，使得分子篩吸附的有機(jī)物可以很容易的獲得自由活性基團(tuán)，從而提高光催化劑的光催化活性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是提供一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料，能有效抑制電子-空穴對復(fù)合的作用，使分子篩吸附的有機(jī)物可以很容易的獲得自由活性基因，從而提高光催化劑的光催化活性。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法。
[0006]采用的技術(shù)方案是:
一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料，其特征在于該分子篩材料是采用鹽酸處理對Y、X或ZSM-5型分子篩進(jìn)行離子交換后，再用溶膠-凝膠法在分子篩上負(fù)載T12光催化劑構(gòu)成。
[0007]一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法，其特征在于包括下述工藝步驟:
1、制備HY、HX和HZSM-5型分子篩
將基體分子篩10g和400mL鹽酸溶液置于IL四頸燒瓶中，所述基體分子篩為NaY、NaX或NaZSM-5型分子篩，所用鹽酸濃度為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5、l*2mol/L。加熱，采用水冷對水蒸氣進(jìn)行回流冷卻，在90-95 °C下進(jìn)行H+-Na+離子交換4小時(shí)，將溶液采用抽濾法過濾，將得到的濾餅置于電熱干燥箱中于10(T120 °C干燥4h，再置于程控箱式電爐中于550°C煅燒4h，即得到HY、HX或HZSM-5型分子篩材料。
[0008]2、溶膠-凝膠法合成負(fù)載T12的復(fù)合分子篩
將5mL無水乙醇與1.5mL去離子水混合，制得A液。將20(Tl000mg HY,HX或HZSM-5型分子篩加入到5mL鈦酸四丁酯、0.3mL濃鹽酸和15mL無水乙醇的混合液中，攪拌均勻，制得B液。在強(qiáng)力攪拌下，將A液逐滴滴加至B液中。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠，在室溫下老化6?24h，再于8(Γ100?下置于電熱干燥箱中干燥12?48h。將產(chǎn)物在研缽中研磨后的粉末放于坩堝中，置于程控箱式電爐中，在空氣氛中以10°C /min速率升溫至30(T700°C，恒溫煅燒f 5h后在空氣氛中冷卻至室溫，研磨成粉末，粉末粒度為0.Γ3 μ m。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
銳鈦礦相T12雖然具有優(yōu)良的光催化活性，但是這種晶型的T12的吸附能力較差，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。分子篩由于其多孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積，正好具有良好的吸附性能。如兩者結(jié)合起來，從而產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，能有效地提高T12的光催化性能。負(fù)載在分子篩孔道內(nèi)和表面上的T12粒子在紫外光的照射下產(chǎn)生電子-空穴對，因?yàn)榉肿雍Y孔道內(nèi)具有很強(qiáng)的電場強(qiáng)度，其表面也有電子富集，可以起到抑制電子-空穴對復(fù)合的作用，使得分子篩吸附的有機(jī)物可以很容易的獲得自由活性基團(tuán)，從而提高光催化劑的光催化活性。

【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料，其特征在于:在采用鹽酸進(jìn)行離子交換后的分子篩上采用溶膠-凝膠法負(fù)載T12光催化劑構(gòu)成。
[0011]一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法，包括下述工藝步驟:
(I)制備HY、HX和HZSM-5型分子篩
將10g NaY, NaX或NaZSM_5型分子篩和400mL 0.3mol/L鹽酸溶液置于IL四頸燒瓶中，采用水冷對水蒸汽進(jìn)行回流冷卻。在90-95°C下進(jìn)行H+-Na+離子交換4小時(shí)，將溶液采用抽濾法過濾。將得到的濾餅置于電熱干燥箱中于10(T120 °C干燥4h，再置于程控箱式電爐中于550°C煅燒4h，得到HY、HX或HZSM-5型分子篩。
[0012](2)溶膠-凝膠法合成負(fù)載T12的復(fù)合分子篩
將5mL無水乙醇與1.5mL去離子水混合，制得A液。將500mg HY、HX或HZSM-5型分子篩加入到5mL鈦酸四丁酯、0.3mL濃鹽酸和15mL無水乙醇的混合液中，攪拌均勻，制得B液。在強(qiáng)力攪拌下，將A液逐滴滴加至B液。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠，在室溫下老化12h，再于90°C下置于電熱干燥箱中干燥12h。將在研缽中研磨后的粉末放于坩堝中，置于程控箱式電爐中，在空氣氛中以10°C /min速率升溫至500°C，恒溫煅燒2h后在空氣氛中冷卻至室溫，研磨成粉末，粉末粒度為0.Γ3μπι0
【權(quán)利要求】
1.一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料，其特征在于該分子篩材料是采用鹽酸處理對Y、X或ZSM-5型分子篩進(jìn)行離子交換后，再用溶膠-凝膠法在分子篩上負(fù)載T12光催化劑構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有光催化性能的復(fù)合分子篩材料的制備方法，其特征在于包括下述工藝步驟: 1)制備HY、HX和HZSM-5型分子篩 將基體分子篩10g和400mL鹽酸溶液置于IL四頸燒瓶中，所述基體分子篩為NaY、NaX或NaZSM-5型分子篩，所述的鹽酸濃度為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、I或2mol/L,加熱，采用水冷對水蒸氣進(jìn)行回流冷卻，在90-95°C下進(jìn)行H+-Na+離子交換4小時(shí)，將溶液采用抽濾法過濾，將得到的濾餅置于電熱干燥箱中于10(T120 °C干燥4h，再置于程控箱式電爐中于550°C煅燒4h，即得到HY、HX或HZSM-5型分子篩材料； 2)溶膠-凝膠法合成負(fù)載T12的復(fù)合分子篩 將5mL無水乙醇與1.5mL去離子水混合，制得A液，將20(Tl000mg HY,HX或HZSM-5型分子篩加入到5mL鈦酸四丁酯、0.3mL濃鹽酸和15mL無水乙醇的混合液中，攪拌均勻，制得B液，在強(qiáng)力攪拌下，將A液逐滴滴加至B液中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠，在室溫下老化6?24h，再于8(Γ100?下置于電熱干燥箱中干燥12?48h，將產(chǎn)物在研缽中研磨后的粉末放于坩堝中，置于程控箱式電爐中，在空氣氛中以10°C /min速率升溫至30(T70(TC，恒溫煅燒f5h后在空氣氛中冷卻至室溫，研磨成粉末，粉末粒度為0.f3ym，研磨成粉末即得。
【文檔編號】B01J29/08GK104324745SQ201410538818
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】張文杰 申請人:沈陽理工大學(xué)