一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維光催化劑的制備方法技術

本發明專利技術公開一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維光催化劑的制備方法，其包括以下步驟：（1）配置溶液A：將一定量的乙酸、聚乙烯比咯烷酮加到乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取一定量的鈦酸異丙酯和乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中。攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲；（4）將（3）制備的樣品室溫干燥24~96小時，然后置于高溫爐中在450~700°C煅燒，即可制得Ca

Method for preparing calcium doped titanium dioxide nanofiber photocatalyst

Method for preparing TiO2 nanofibers photocatalyst of the invention discloses a calcium doped, which comprises the following steps: (1): A solution configuration will be a certain amount of acetic acid and polyethylene pyrrolidine added to the ethanol solution, stirring to form a transparent solution A; (2) take a certain amount of acetic acid and isopropyl titanate calcium added to (1) A configuration in solution. After stirring of sol solution B transparent; (3) the B of the sol solution prepared by electrospinning; (4) to (3) samples prepared by drying at room temperature for 24~96 hours, and then in a high-temperature furnace at 450~700 DEG C calcination, prepared by Ca

【技術實現步驟摘要】
一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維光催化劑的制備方法
本專利技術涉及一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維光催化劑的制備方法，屬于材料制備

技術介紹
自1972年Fujishima和Honda報道了在光電池中光輻射二氧化鈦(TiO2)可持續地發生水的氧化還原反應并產生氫氣以來，有關TiO2等半導體光催化劑的研究已成為催化領域的研究熱點。納米TiO2因其價格低廉、無毒無污染、催化活性高、性能穩定及可回收利用等優點，使其在光催化領域得到廣泛研究。但是TiO2的禁帶寬度為3.0～3.2eV，只能在紫外光區才有吸收，而紫外光在太陽光中只占3%～5%，這嚴重限制了其在光催化領域的應用。因此，為提高二氧化鈦的光催化效果，人們通過采用貴金屬沉積，半導體復合,金屬或非金屬摻雜等方法來對二氧化鈦改性以促進其吸收光向長波方向移動，拓展其光譜響應范圍(>387nm)，提高其可見光活性并抑制電子-空穴對的復合。20世紀90年代以來的相關研究結果表明,摻雜Ag+、Fe3+、Mo5+、Ru3+、Os3+、Re5+、V4+和Rh3+可顯著提高TiO2催化劑的光催化氧化效果。本文以乙酸鈣作為鈣源，鈦酸異丙酯為鈦源，采用靜電紡絲和溶膠-凝膠法制備了不同Ca2+摻雜濃度的TiO2納米纖維光催化劑，研究結果表明Ca2+摻雜對TiO2光催化活性有很大的提高。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是基于不同Ca2+摻雜濃度的TiO2納米纖維的優良的光催化性能，提供一種制備基于鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維光催化劑的制備方法。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：該鈣摻雜的二氧化鈦納米線光催化劑的制備方法包括以下步驟：（1）配置溶液A：將一定量的乙酸、聚乙烯比咯烷酮加到乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取一定量的鈦酸異丙酯和乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中，攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲；（4）將（3）制備的樣品室溫干燥24~96小時，然后置于高溫爐中在450~700°C煅燒，即可制得Ca2+摻雜的TiO2納米纖維。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：與已報道的沒有摻雜的TiO2納米纖維光催化劑相比，本專利技術實現了Ca2+摻雜的TiO2納米纖維的制備，極大地提高了TiO2納米纖維的光催化性能。附圖說明圖1為本專利技術實施例1所制得的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維在紫外光不同照射時間下光催化降解羅丹明B水溶液的紫外光吸收光譜圖；圖2為本專利技術實施例1~實施例3所制得的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維及同樣方法實施例4制備的不摻雜TiO2納米纖維光降解羅丹明B水溶液的影響曲線圖，曲線1~4依次為實施例1~實施例4。具體實施方式以下結合附圖實施例對本專利技術作進一步的詳細描述。實施例1（1）將1mL乙酸、1.1g聚乙烯比咯烷酮加到9mL乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取0.9mL鈦酸異丙酯和0.01g乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中；攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；(3)將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲。所制得的電紡絲樣品室溫干燥48小時，然后置于高溫爐中，于600°C保溫24小時，自然冷卻到室溫后，即得具有優異光催化性能的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維光催化劑。圖1給出了實施例1所制備的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維在365nm的紫外光照射100分鐘條件下，幾乎可以將濃度為1×10-5mol/L羅丹明B水溶液完全降解，說明所得的催化劑具有優異的光催化性能。實施例2（1）將2mL乙酸、1g聚乙烯比咯烷酮加到8mL乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取1mL鈦酸異丙酯和0.015g乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中；攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲。所制得的電紡絲樣品室溫干燥60小時，然后置于高溫爐中，于550°C保溫30小時，自然冷卻到室溫后，即得具有優異光催化性能的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維光催化劑，然后進行光催化實驗。實施例3（1）將1.5mL乙酸、0.8g聚乙烯比咯烷酮加到8.5mL乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取2mL鈦酸異丙酯和0.02g乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中；攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲。所制得的電紡絲樣品室溫干燥30小時，然后置于高溫爐中，于650°C保溫20小時，自然冷卻到室溫后，即得具有優異光催化性能的Ca2+摻雜的TiO2納米纖維光催化劑，然后進行光催化實驗。實施例4（1）將2mL乙酸、1g聚乙烯比咯烷酮加到8mL乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取1mL鈦酸異丙酯加到（1）配置的溶液A中；攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲。所制得的電紡絲樣品室溫干燥60小時，然后置于高溫爐中，于550°C保溫30小時，自然冷卻到室溫后，即得作為對比的不摻雜的TiO2納米纖維光催化劑。顯然，本專利技術的上述實施例僅為清楚地說明本專利技術而做的說明舉例，而并非是對本專利技術的實施方式的限定，因為這里無法對所有的實施方式予以窮舉。因此凡是屬于本專利技術的技術方案所引伸出的本領域的技術人員可以引伸出的變化或變動仍處于本專利技術的保護范圍之列。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維的制備方法，其包括以下具體步驟：（1）配置溶液：將一定量的乙酸、聚乙烯比咯烷酮加到乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取一定量的鈦酸異丙酯和乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中，攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲；（4）將（3）制備的樣品室溫干燥24~96小時，然后置于高溫爐中在450~700°C空氣氣氛下煅燒，即可制得Ca

【技術特征摘要】
1.一種鈣摻雜的二氧化鈦納米纖維的制備方法，其包括以下具體步驟：（1）配置溶液：將一定量的乙酸、聚乙烯比咯烷酮加到乙醇溶液，攪拌后形成透明溶液A；（2）取一定量的鈦酸異丙酯和乙酸鈣加到（1）配置的溶液A中，攪拌均勻后得到透明的溶膠溶液B；（3）將上述制備的溶膠溶液B進行靜電紡絲；（4）將（3）制備的樣品室溫干燥24~96小時，然后置于高溫爐中在450~700°C空氣氣氛下煅燒，即可制得Ca2+摻雜的TiO2納米纖維。2.根據權利要求1所述的鈣摻雜的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳友強，張新霓，李岷池，馮操，
申請(專利權)人：青島大學，
類型：發明
國別省市：山東,37