申请日2016.09.20
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号B01J23/06; B01J20/06; B01J20/30; C02F1/30
摘要
本发明公开了用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法。首先使用溶胶凝胶法以钛酸丁酯与乙酸锌为原料制备ZnTiO3前驱体溶胶，然后通过烘干研磨的方法制得ZnTiO3粉末，最后对其进行后期的退火处理得到ZnTiO3粉体。本发明所获得的ZnTiO3粉体，经扫描电子显微镜观察测试后，可观察到所制备的ZnTiO3粉体粒径均匀，平均直径达到了200nm。本发明所获得的ZnTiO3粉体，在日光灯照射下，经紫外‑可见分光光度计测试后，对染料废水处理效率达到90%以上。本发明提供的制备工艺简单易控，具有良好的可行性，且制备的ZnTiO3粉体无毒，无次生危害，吸附降解性能良好。
权利要求书
1.一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法，其特征在于，首先使用溶胶凝胶法制备ZnTiO3前驱体溶胶，然后通过烘干研磨的方法制得ZnTiO3粉末，最后对其进行后期的退火处理得到ZnTiO3粉体。
2.如权利要求1所述的一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法，其特征在于，配制所述Z nTiO3前驱体溶胶的工艺参数为：采用溶胶凝胶法，磁力搅拌下，配置锌浓度为0.02～0.03mol·L-1的无水乙醇溶液，再加入少量酸调节pH值至5;向其中逐滴加入C16H36O4Ti溶液，使Ti与Zn的摩尔比为1:1，磁力搅拌后一段时间得到浅黄色透明溶液。将其在常温常压下水解一段时间后形成ZnTiO3前驱体溶胶。
3.如权利要求1所述的一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法，其特征在于，制备所述ZnTiO3粉末的工艺参数为：将ZnTiO3前驱体溶胶在室温避光条件下放置1周形成凝胶，将凝胶置于干燥箱内进行干燥，得到疏松的棕色干凝胶晶体，研磨后形成棕色粉末。
4.如权利要求1所述的一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法，其特征在于，制备ZnTiO3粉体的工艺参数：将所述ZnTiO3粉末置于马弗炉中在350℃时进行退火处理，保温2h，得到ZnTiO3粉体。
5.如权利要求2所述的一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法，其特征在于，制备所述ZnTiO3前驱体溶胶采用的为Zn(CH3COO)2·2H2O或ZnSO4。
说明书
一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体为一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法。
背景技术
二十一世纪，太阳能以其取之不尽用之不竭的特点，成为最具潜力的新能源。因此，研发合适的光催化材料成了近些年较为热门的研究课题。在光催化领域，半导体材料由于可以利用可再生资源太阳能处理空气或水体污染，同时又能够利用太阳光直接分解水产氧，实现太阳能转化为电能、化学能，因而迅速带动起了光催化领域的发展。利用半导体材料进行光催化降解成为能源环保领域研究的重要方向。
目前应用于光催化领域半导体材料主要是禁带宽度较宽的n型半导体材料。这其中，TiO2由于具有无毒、稳定、廉价、可重复利用的特点成为目前应用最广泛的一种光催化材料。相对于传统的光催化材料如TiO2、ZnO，ZnTiO3拥有更窄的禁带宽度，约为3.06eV，其电子跃迁所需能量更小，更易产生光生载流子。同时由于ZnTiO3属于双金属离子氧化物的三元体系，其丰富的物相结构给了它在光催化方面更多改变和提高的可能性。除此之外，它典型的钙钛矿结构使得它易于和其他金属离子进行掺杂改性特高其光催化的特性，具有较高的研究价值。
目前对于ZnTiO3的研究主要以微波陶瓷为主，有关其光催化活性则报道则相对较少。而且对于ZnTiO3粉体的光催化活性以及其对应的确定晶型，国内很少有文献进行过详细的报道。因此目前关于ZnTiO3粉体的光催化性能是一个值得探讨且具有很大潜力的研究方向。
发明内容
为了拓宽光催化材料领域，进一步研究钛酸锌光催化性能，本发明提出了用于处理染料废水的双金属离子氧化物ZnTiO3粉体的制备方法，通过以下技术方案来实现：
一种用于处理染料废水的ZnTiO3粉体的制备方法如下：首先使用溶胶凝胶法制备ZnTiO3前驱体溶胶，然后通过烘干研磨的方法制得ZnTiO3粉末，最后对其进行后期的退火处理得到ZnTiO3粉体。
一、配制ZnTiO3前驱体溶胶的工艺参数：
采用溶胶凝胶法，磁力搅拌下，配置锌浓度为0.02～0.03mol·L-1的无水乙醇溶液，再加入少量酸调节pH值至5;向其中逐滴加入C16H36O4Ti溶液，使Ti与Zn的摩尔比为1:1，磁力搅拌后一段时间得到浅黄色透明溶液。将其在常温常压下水解一段时间后形成ZnTiO3前驱体溶胶;
二、制备ZnTiO3粉末的工艺参数：
将ZnTiO3前驱体溶胶在室温避光条件下放置1周形成凝胶，将凝胶置于干燥箱内进行干燥，得到疏松的棕色干凝胶晶体，研磨后形成棕色粉末;
三、制备ZnTiO3粉体的工艺参数：
将ZnTiO3粉末置于马弗炉中在350℃时进行退火处理，得到ZnTiO3粉体。
本发明的作用机理是：当半导体光催化剂被光照而所吸收的能量hν等于或者大于本身的禁带宽度时，价带上的电子会被激发跃迁至空的导带上，并在价带上留下光生空穴，从而形成光生电子空穴对(e--h+)。被光激发的半导体光催化剂表面的光生空穴和电子分别具有很强的氧化能力和还原能力。
有益效果
1、材料无毒，无次生危害，吸附降解性能良好。
2、该制备工艺简单易控，具有良好的可行性。