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1、(10)申请公布号 CN 103506105 A (43)申请公布日 2014.01.15 CN 103506105 A (21)申请号 201310417395.0 (22)申请日 2013.09.13 B01J 23/02(2006.01) C01G 23/00(2006.01) (71)申请人 桂林理工大学 地址 541004 广西壮族自治区桂林市建干路 12 号 (72)发明人 方亮 唐莹 韦珍海 (54) 发明名称 可见光响应的光催化剂 Ba6Ti17O40及其制备 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种可见光响应的钛酸盐光催 化剂Ba6Ti17O40及其制备方法。 该钛酸盐光催化剂。
2、 的化学组成式为 Ba6Ti17O40。本发明还公开了上述 材料的制备方法。本发明制备方法简单、 成本低， 制备的光催化剂具有优良的催化性能 , 在可见光 照射下具有分解有害化学物质的作用， 且稳定性 好， 具有良好的应用前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103506105 A CN 103506105 A 1/1 页 2 1. 一种钛酸盐作为可见光响应的光催化剂的应用， 其特征在于所述钛酸盐的化学组成 式为 ： Ba6Ti17O40； 所述钛酸盐。
3、的制备方法具体步骤为 ： （1） 将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3和 TiO2， 按 Ba6Ti17O40化学式称量配料 ； （2） 将步骤 （1） 配好的原料混合， 放入球磨罐中， 加入氧化锆球和无水乙醇， 球磨 8 小 时， 混合磨细， 取出烘干， 过 200 目筛 ； （3） 将步骤 （2） 混合均匀的粉料在 12001240预烧， 并保温 6 小时， 自然冷却至室温， 然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小， 低于 2m， 即得到钛酸盐 Ba6Ti17O40粉末。 权 利 要 求 书 CN 103506105 A 2 1/3 页 3 可见光响应的光催化剂 Ba6Ti17O40。
4、及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种可见光响应的光催化剂Ba6Ti17O40及其制备方法， 属于无机光催化 材料领域。 背景技术 0002 随着社会经济的发展 , 人们对于能源和生态环境越来越关注 , 解决能源短缺和 环境污染问题是实现可持续发展、 提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。 0003 从 20 世纪 70 年代末期， 人们提出了利用光催化剂分解水中和大气中的农药以及 恶臭物质等有机物， 以及涂有光催化剂的固体表面的自我清洁等应用实例。光催化反应的 原理是光催化剂在吸收了高于其带隙能量的光子后， 生成了空穴和电子， 这些空穴和电子 分别进行氧化反应和还原反应， 达到。
5、分解有害化学物质、 有机生物质和杀菌的目的。 光催化 剂有许多种 , 其中最有代表性的是二氧化钛 (TiO2)， 已经利用二氧化钛对水中和大气中的 农药和恶臭物质等有机物进行分解， 然而二氧化钛的带隙是3.2eV,只有在比400nm短的紫 外线的照射下才能显现出活性， 只能在室内或者有紫外灯的地方工作， 几乎不能利用可见 光， 这大大的限制了二氧化钛光催化剂的使用。 0004 考虑到光催化剂在分解有害物质中的实用性， 利用太阳光作为光源是不可缺少 的。照射向地表的太阳光中波长在 500nm 附近可见光的强度最大， 波长为 400nm750nm 的 可见光区的能量大约是太阳光总能量的 43%， 。
6、所以为了高效的利用， 铋系光催化剂的开发和 研究已经取得了一系列重大的成果， 三价铋的复合物如BiVO4、 Bi2MoO6、 Bi2Mo2O9、 Bi2Mo3O12和 Bi2WO4被报道在可见光下具有良好的吸收。 0005 虽然光催化研究已进行了若干年 , 但目前报道的具有可见光响应的光催化剂种 类仍很有限， 仍存在着光转换效率低、 稳定性差和光谱相应范围窄等问题 , 所以研究和开 发新的具有可见光响应的高效光催化剂是非常必要。 已有报道钛酸盐BaTi4O9的制备、 微波 介电性能与光催化性能的研究报道， 但是BaTi4O9在可见光波段却不具备的光催化性能。 我 们对 Ba6Ti17O40和 。
7、Sr6Ti17O40、 Ba2Ti9O20等钛酸盐进行了可见光波段的光催化性能研究， 结果 发现 Ba6Ti17O40具有优异的可见光响应的光催化性能， 但 Sr6Ti17O40和 Ba2Ti9O20却不具有可 见光响应的光催化性能。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种具有可见光响应的光催化剂 Ba6Ti17O40及其制备方法。 0007 本发明涉及的具有可见光响应的钛酸盐光催化剂的化学组成式为 : Ba6Ti17O40。 0008 所述铌酸盐的制备方法具体步骤为 ： （1） 将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3和 TiO2， 按 Ba6Ti17O40化学式称量配料。 0009。
8、 （2） 将步骤 （1） 配好的原料混合， 放入球磨罐中， 加入氧化锆球和无水乙醇， 球磨 8 小时， 混合磨细， 取出烘干， 过 200 目筛。 0010 （3） 将步骤 （2） 混合均匀的粉料在 12001240预烧， 并保温 6 小时， 自然冷却至 说 明 书 CN 103506105 A 3 2/3 页 4 室温， 然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小， 低于 2m， 即得到钛酸盐 Ba6Ti17O40粉末。 0011 本发明制备方法简单、 成本低， 制备的光催化剂具有优良的催化性能 , 在可见光 照射下具有分解有害化学物质、 有机生物质和杀菌的作用。 具体实施方式 0012 下面将对。
9、本发明进行具体说明 ： 1、 为了得到本发明中所使用的复合氧化物， 首先使用固相合成法制备粉末， 即把作为 原料的各种氧化物或碳酸盐按照目标组成化学计量比进行混合， 再在常压下于空气气氛中 合成。 0013 2、 为了能够有效利用光， 本发明中的光催化剂的尺寸最好在微米级别， 甚至是纳 米粒子， 且比表面积较大。用固相合成法制备的氧化物粉末， 其粒子较大而表面积较小， 但 是可以通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小。 0014 3、 本发明的光催化实验以甲基橙作为模拟有机污染物， 其浓度为 20mg/L ； 钛酸盐 光催化剂 Ba6Ti17O40的加入量为 1g/L ； 光源使用 300W 的氙灯。
10、， 反应槽使用硼硅酸玻璃制成 的器皿， 通过滤波器得到波长大于 420nm 长波长的光， 然后照射光催化剂 ； 催化时间设定为 120 分钟。 0015 实施例 1 ： （1） 将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3和 TiO2， 按 Ba6Ti17O40化学式称量配料。 0016 （2） 将步骤 （1） 配好的原料混合， 放入球磨罐中， 加入氧化锆球和无水乙醇， 球磨 8 小时， 混合磨细， 取出烘干， 过 200 目筛。 0017 （3） 将步骤 （2） 混合均匀的粉料在 1200预烧， 并保温 6 小时， 自然冷却至室温， 然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小， 低于 2m， 即得。
11、到钛酸盐 Ba6Ti17O40粉末。 0018 所制备的光催化剂， 在波长大于 420nm 的可见光照射下， 120 分钟对甲基橙去除率 达到 98.3%。 0019 实施例 2 ： （1） 将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3和 TiO2， 按 Ba6Ti17O40化学式称量配料。 0020 （2） 将步骤 （1） 配好的原料混合， 放入球磨罐中， 加入氧化锆球和无水乙醇， 球磨 8 小时， 混合磨细， 取出烘干， 过 200 目筛。 0021 （3） 将步骤 （2） 混合均匀的粉料在 1220预烧， 并保温 6 小时， 自然冷却至室温， 然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小， 低于。
12、 2m， 即得到钛酸盐 Ba6Ti17O40粉末。 0022 所制备的光催化剂， 在波长大于 420nm 的可见光照射下， 120 分钟对甲基橙去除率 达到 98.7%。 0023 实施例 3 ： （1） 将 99.9% 分析纯的化学原料 BaCO3和 TiO2， 按 Ba6Ti17O40化学式称量配料。 0024 （2） 将步骤 （1） 配好的原料混合， 放入球磨罐中， 加入氧化锆球和无水乙醇， 球磨 8 小时， 混合磨细， 取出烘干， 过 200 目筛。 0025 （3） 将步骤 （2） 混合均匀的粉料在 1240预烧， 并保温 6 小时， 自然冷却至室温， 然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小， 低于 2m， 即得到钛酸盐 Ba6Ti17O40粉末。 0026 所制备的光催化剂， 在波长大于 420nm 的可见光照射下， 120min 对甲基橙去除率 说 明 书 CN 103506105 A 4 3/3 页 5 达到 98.1%。 0027 本发明决不限于以上实施例。 各温度的上下限、 区间取值都能实现本发明， 在此不 一一列举实施例。 0028 以上发明实施例所制的光催化剂粉末可负载于多种基体表面上。基体可以是玻 璃、 陶瓷、 活性炭或石英砂等， 光催化剂可以以薄膜的形式负载于基体表面。 说 明 书 CN 103506105 A 5 。