一种含无定形MgAl2O4的可见光催化剂及其制备方法
本发明公开了一种含无定形MgAl2O4的可见光催化剂及其制备方法。所述含无定形MgAl2O4的催化剂,由重量百分比为15-98%:2-85%的晶体MgAl2O4和无定形MgAl2O4组成,其制备步骤包括:①以尿素为燃料A,以下述物质中的一种为燃料B:甘氨酸、氨基甲酸甲酯、1-硝基丙烷、DL-丙氨酸、L-丙氨酸、β-丙氨酸;将硝酸镁、硝酸铝、燃料A、燃料B按照摩尔比为1:2:(1-8):(1-15)的比例混合,在电炉上加热至熔化成液体;②继续加热使步骤①所述液体完全燃烧形成固体;③将步骤②形成的固体冷却至室温、研磨,得到含无定形MgAl2O4的可见光催化剂。本发明操作简单、耗时短、收率高、成本低,适合工业规模化生产。
在众多光催化剂中,纳米TW2以其光催化效率高、化学稳定性好、无毒等优点而受到广泛研究。例如2002年9月25日公开的中国专利CN1370619A报道了“一种负载型纳米 TiO2光催化剂的制备方法”。该发明采用以TiO2为主的无机溶胶作为粘结剂,纳米锐钛型 TiO2为主,结合添加纳米铁酸锌,通过对载体进行浸渍或涂覆,并予以低温烧结,制成适应不同应用需求的高效负载型光催化剂。用该方法制得的光催化剂,较好地保持了纳米材料的高比表面积的特性,但是锐钛矿型TW2较宽的禁带宽度(3. 2eV)决定了其只能吸收 λ < 387nm以下的紫外光,而这部分光在太阳光中的比例不到5%,使其实际应用受到限制。 因此,开发禁带宽度窄的光催化剂成为目前研究的热点。
本发明制备方法的优点是:
① 反应过程无需加入水,避免了水的蒸发而导致的体系不稳定;
②尿素等不仅是燃料,也是硝酸盐的络合剂,保证了体系的稳定性,使液体在原子水平上均勻混合,有利于纳米材料的形成;
③反应在空气中加热即可,无需通入氧气,反应迅速,制备过程简单,几分钟之内即可形成,产率可达100¾而且原料和设备成本低,适合于工业规模化生产;
Ϊ产品疏松多孔,比表面积大(18-33m2/g)。
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李发堂
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