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基本信息

項(xiàng)目名稱：
一種可見光活性硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑及制備方法
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本發(fā)明涉及一種可見光活性硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑及制備方法。本發(fā)明以四氯化鈦、硼酸和尿素為原料，利用噴霧熱解法在500～700 oC溫度下制備硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑材料。本發(fā)明方法合成的硼氮共摻雜二氧化鈦空心球純度高，分散性好，具有很高的可見光光催化活性，特別可使用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求較低，成本低廉，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景
詳細(xì)介紹：
自從1972年Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)TiO2 單晶電極在光的作用下不僅可分解水還可以分解其他有機(jī)物質(zhì)以來(lái)，光催化氧化反應(yīng)在環(huán)境治理和能源開發(fā)方面得到了普遍的關(guān)注。近年來(lái)，作為一種廉價(jià)、無(wú)毒、穩(wěn)定、氧化能力強(qiáng)的光催化劑，TiO2成為了光催化技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但由于其能帶較寬(3.2 eV)，只能利用極少量的太陽(yáng)能，且光催化反應(yīng)效率不高，限制了其實(shí)際應(yīng)用。目前尚未見到關(guān)于硼氮共摻雜二氧化鈦催化劑制備的專利報(bào)道，近幾年國(guó)內(nèi)關(guān)于涉及共摻雜TiO2催化劑的專利主要是制備C-Cl共摻雜、F-B共摻雜、S-F共摻雜。如將鈦鹽加入到醇類和碳氯化合物的有機(jī)溶劑中，采用低溫非水溶膠凝膠熱處理制備不同晶型的碳氯共摻雜二氧化鈦催化劑（申請(qǐng)?zhí)枮?01010181285.5，公開號(hào)為CN101844084A）；采用陽(yáng)極氧化法在鈦片基底上生長(zhǎng)二氧化鈦納米管，然后以化學(xué)氣相沉積的方法將氟、硼共摻雜到二氧化鈦納米管層中去制備氟硼共摻雜二氧化鈦納米管薄膜光電極（申請(qǐng)?zhí)枮?00910156958.9，公開號(hào)為CN101721987A）；通過溶膠-凝膠法和浸漬沉淀-熱處理法制備聚乙烯膜負(fù)載型鐵、氮共摻雜二氧化鈦光催化劑（申請(qǐng)?zhí)枮?00910228598.9，公開號(hào)為 CN101716531A）。本發(fā)明利用噴霧熱解法制備硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑材料，該材料具有很高的可見光光催化活性，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求較低，便于規(guī)?；a(chǎn)。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本發(fā)明涉及一種可見光活性硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑及制備方法。本發(fā)明以四氯化鈦、硼酸和尿素為原料，利用噴霧熱解法在500～700 度溫度下制備硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑材料。本發(fā)明方法合成的硼氮共摻雜二氧化鈦空心球純度高，分散性好，具有很高的可見光光催化活性，特別可使用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求較低，成本低廉，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。

科學(xué)性、先進(jìn)性

近年來(lái)，作為一種廉價(jià)、無(wú)毒、穩(wěn)定、氧化能力強(qiáng)的光催化劑，TiO2成為了光催化技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但由于其能帶較寬(3.2 eV)，太陽(yáng)能利用率和光催化反應(yīng)效率不高，限制了其實(shí)際應(yīng)用。目前尚未見到關(guān)于硼氮共摻雜二氧化鈦催化劑制備的專利報(bào)道，近幾年國(guó)內(nèi)關(guān)于涉及共摻雜TiO2催化劑的專利主要是制備C-Cl共摻雜（申請(qǐng)?zhí)枮?01010181285.5，公開號(hào)為CN101844084A）、F-B共摻雜（申請(qǐng)?zhí)枮?00910156958.9，公開號(hào)為CN101721987A）、S-F共摻雜。本發(fā)明利用噴霧熱解法制備硼氮共摻雜二氧化鈦空心球催化劑材料，該材料具有很高的可見光光催化活性，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求較低，便于規(guī)?；a(chǎn)。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

本研究已申請(qǐng)專利并已獲得批準(zhǔn)本研究相關(guān)內(nèi)容已撰寫成英文文章并已被SCI收錄的雜志J. Hazard. Mater.接受發(fā)表。影響因子4.0左右。

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

圖紙和圖片

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本發(fā)明的目的在于提供一種采用噴霧熱解法合成硼氮共摻雜二氧化鈦空心球光催化材料及制備方法，該硼氮共摻雜二氧化鈦材料具有很好的可見光響應(yīng)光催化性能。該材料具有很高的可見光光催化活性，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求較低，便于規(guī)?；a(chǎn)。

同類課題研究水平概述

目前尚未見到其他關(guān)于硼氮共摻雜二氧化鈦催化劑制備的專利報(bào)道，近幾年國(guó)內(nèi)關(guān)于涉及共摻雜TiO2催化劑的專利主要是制備C-Cl共摻雜（申請(qǐng)?zhí)枮?01010181285.5，公開號(hào)為CN101844084A）、F-B共摻雜（申請(qǐng)?zhí)枮?00910156958.9，公開號(hào)為CN101721987A）、Fe-N共摻雜（申請(qǐng)?zhí)枮?00910228598.9，公開號(hào)為 CN101716531A）。國(guó)外關(guān)于B-N共摻雜的二氧化鈦光催化劑最早報(bào)道是Lambert及其合作者（J. Am. Chem. Soc. 2007 129 13790–13791），.然后是Gombac（Chem.Phys. 2007 339 111–123），Ling（Appl. Surf. Sci.2008 254 3236–3241），Gopal（J. Am. Chem. Soc. 2008 130 2760–2761），和Angew （Chem. Int. Ed. 2008 47 4516–4520）。這些主要采用多部水熱發(fā)和模板法，難免存在反應(yīng)耗時(shí)長(zhǎng)、條件苛刻、反應(yīng)成本高等弊端。因此有必要進(jìn)一步發(fā)展更加步驟簡(jiǎn)單、省時(shí)、環(huán)境友好、成本低廉的合成方法。
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