釕-鈀雙金屬負載二氧化鈦納米管光催化劑制備方法及其應用

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(10)申請?zhí)朇N102658130日(21)(22)1160242(72)發(fā)明人譚(74)專利機構大連理工大學專利中

C02F101/34C02F101/3623/4637/3453/8653/701/301/70 權利要求書1說明書5附圖3釕-鈀雙金屬負載二氧化鈦納米管光催化劑(57)CN102658130本發(fā)明公開了釕-鈀/二氧化鈦納米管復合光催化劑的方法及其應用，屬于環(huán)境污染治理技術領域。催化劑時，首先在濃度為0.2wt％的氫氟酸作用下發(fā)生電化學氧化反應二氧化鈦納米管電極，其納米管管徑大約100nm左右，管壁厚約20nm。然后采用浸漬電沉積法了釕-鈀/二氧化鈦納米復合光催化穩(wěn)定以及過程屬于綠色化學范疇等優(yōu)點。釕子空穴對的分離效率，進一步提高了其對有機CN102658130CNCN102658130權利要求1/1鈦片預處理：首先打磨工業(yè)純鈦片，使其表面清潔光滑，然后浸入HF∶HNO3∶H2O1∶4∶5的混合溶液中刻蝕30秒，然后置于超聲振蕩池中分別用乙醇溶液和去離子水超預處理后鈦片陽極氧化：將預處理后的鈦片連接于直流穩(wěn)壓電源的正級，鉑片連接于直流穩(wěn)壓電源的負電解液為氫氟酸液，其中電解液中氟離子的濃0.05-1.0wt施20V直流電壓，電30分鐘，在20℃下持續(xù)極氧化過片表面顏色的變化較紫色一藍色-淺藍-淺黃-淺粉將陽極氧化后的鈦片進行鍛燒2min的速率從室溫升到5001小時后自然冷卻至室即得到二氧化鈦納米管陣列；將上述(1)中制得的二氧化鈦納米管電極浸漬在釕離子濃度為0.01～0.1mol/L的溶液中5～20使釕離子充分擴出后自然風干再將其放入一個三電極體系電解液為0.05～0.5mol/L的NaCl溶液電壓為-2V電沉積1～10秒鐘取出后在空氣中自二氧化鈦納米管陣列電極此處的三電極體(1)制得的二氧化鈦納米管電極作為工作電極Pt(鉑片)作為對電極SCE(飽和甘電極)作為參比電極；2)制得的釕/二氧化鈦納米管電極浸漬在鈀離子濃度為0.01～0.1mol/L5～20分鐘鈀離子充分擴散至管然后取出自然風干再將其放入一個三電極體系解液0.05～0.5mol/L的NaNO3溶液電壓為-2V沉積1～10秒鐘洗后在空氣中自最終得到釕-鈀/二氧化鈦納米管陣列電極此處的三電極體系是步驟(2)制得的釕/二氧化鈦納米管電極作為工作電Pt(鉑片)作為對電極SCE(光催化反應是在一個三電極雙池石英反應器中進行的二氧化鈦納米管電極極(SCE)作為參比電極RuO2/Ti電極的方法采用Siripalas法；采用300W的高壓燈作光強為5.0mWcm-2光照時間為2小時同時提供外加偏壓0.6V整個過程向反其應[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術領域，涉及一種光催化還原脫氯催化劑的方 TiO2等納米半導體催化劑對五氯酚進行光催化降解是被廣泛研究的熱點課題POPs分子的高效脫氯降毒。[0004]TiO23.2eVTiO2吸收閾值的光照離效率的有效。利用貴金屬沉積在TiO2表面來改變體系的電子能級結構，改善TiO2Schottky(HirakawaTKamatP.V.Langmuir.2004205645-反應，復合體系的構建促進了可見光利用率和光生電荷分離效率。patra等patraS.KKondamudiNBanerjeeS.Langmuir.20082411276-(SunLiJWangC.L.JournaMaterials.20091711045-Ag后其光催化能力得到了顯著的提高。[0006]距今為止，還未發(fā)現(xiàn)有關于釕和鈀復合的TiO2納米管陣列電電催化還原脫氯能力的。所以釕-鈀/二氧化鈦納米復合光催化劑的光電催化特性還沒有被更好地應[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種新型光催化劑的方法及其對五氯酚的[0008][0009](1)[0011]預處理后鈦片陽極氧化：將預處理后的鈦片連接于直流穩(wěn)壓電源的正級，鉑片連接于直流穩(wěn)壓電源的負級。電解液為氫氟酸溶液，其中電解液中氟離子的濃度為0.05-10wt20V直流電30分鐘20℃下持續(xù)攪拌。陽極氧化過程片表-淺藍-淺黃-淺粉。將陽極氧化后的鈦片洗凈，進行鍛燒處理。以2℃/min的速率從室溫升到5001小時后自然冷卻至室溫，即得到 將上述(2)0.01～0.1mol/SCE(飽和甘電極)作為參比電極。 子效率。釕和鈀的復合使二氧化鈦納米管電極的光生電子-空穴對的分離效率得到明顯提[0019](3)的釕-鈀/二氧化鈦納米復合光催化劑降解有機污染物時，顯示出比二氧 1500℃溫度下煅燒1極的掃描電鏡圖(SEM)。 150000 (nm(μV)。 標是五氯酚的降解率(Ct/C0)。HFHNO3H2O＝14530約100nm管壁厚約20nm。將上述好的二氧化鈦納米管電極浸漬在0.01mol/L的RuCl3溶液中5分鐘，使Ru離子充分擴散然后將樣品然風干。再將樣品放入一個三電極體0.1mol/L的NaCl2V1出樣品并用去離子水在空氣中自然晾干。如此循環(huán)操作5次，即得到釕/二氧化鈦納米管陣列電極。將上述好的釕/二氧化鈦納米管電極浸漬在0.01mol/L的Pd(NO3)2·2H2O溶液中5分Pd電解液為0.1mol/L的NaNO3溶液電壓為-2V電沉積1秒鐘取出樣品并用去離子水，在空氣中自然晾干。如此循環(huán)操作5次，最終得到釕-鈀/二氧化鈦納米管陣列電備用。圖2為釕-鈀/二氧化鈦納米復合光催化劑的掃描電鏡圖(SEM金屬分布均粒徑較小。圖3是釕-鈀/二氧化鈦納米管的，X射線光電子XPS圖中可以看到樣品含有元素Ti，O，Ru，Pd和CC為測試和鈀