[發(fā)明專利]一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料及制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410080366.4
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103861576A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡文麗;于濤;黃娟茹;石婷;譚欣
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01J23/02
• 分類號: B01J23/02;C02F1/461;C02F1/30;C02F103/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王秀奎

1.一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料，其特征在于，所述光催化材料由銳鈦礦型二氧化鈦和SrTiO₃組成，所述銳鈦礦型二氧化鈦暴露并取向生長（004）高能晶面，按照下述步驟進行制備：?

步驟1，利用陽極氧化法制備TiO₂納米管材料；?

步驟2，以步驟1制備的TiO₂納米管材料為反應(yīng)物，在Sr(OH)₂水溶液中反應(yīng)后，使其在空氣氣氛中自然冷卻至室溫20—25℃；?

步驟3，將步驟2制備的樣品在空氣氛圍下從室溫20—25℃升至450℃，升溫速率為2℃/min，并在該溫度下恒溫1.5—2h，焙燒完成自然冷卻至室溫20—25℃取出。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料，其特征在于，在所述步驟2中，所述Sr(OH)₂水溶液的濃度為0.025mol/L，反應(yīng)溫度為180—220℃，反應(yīng)時間為20min—5h。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料，其特征在于，在所述步驟2中，優(yōu)選200—220℃反應(yīng)1—2h。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料，其特征在于，在步驟1的陽極氧化制備過程中，選用Ti片和Pt電極，由乙二醇、NH₄F和三蒸水組成的反應(yīng)電解質(zhì)溶液，其中三蒸水體積為乙二醇體積的3％，NH₄F的質(zhì)量為乙二醇質(zhì)量的0.5％，以穩(wěn)壓穩(wěn)流電源提供直流電源60V，并加以磁力攪拌進行陽極氧化。?

5.一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進行制備：?

步驟1，利用陽極氧化法制備TiO₂納米管材料；?

步驟2，以步驟1制備的TiO₂納米管材料為反應(yīng)物，在Sr(OH)₂水溶液中反應(yīng)后，使其在空氣氣氛中自然冷卻至室溫20—25℃；?

步驟3，將步驟2制備的樣品在空氣氛圍下從室溫20—25℃升至450℃，升溫速率為2℃/min，并在該溫度下恒溫1.5—2h，焙燒完成自然冷卻至室溫20—25℃取出，即制備所述光催化材料，所述光催化材料由銳鈦礦型二氧化鈦和SrTiO₃組成，所述銳鈦礦型二氧化鈦暴露并取向生長（004）高能晶面。?

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述Sr(OH)₂水溶液的濃度為0.025mol/L，反應(yīng)溫度為180—220℃，反應(yīng)時間為20min—5h。?

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，優(yōu)選200—220℃反應(yīng)1—2h。?

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料的制備方法，其特征在于，在步驟1的陽極氧化制備過程中，選用Ti片和Pt電極，由乙二醇、NH₄F和三蒸水組成的反應(yīng)電解質(zhì)溶液，其中三蒸水體積為乙二醇體積的3％，NH₄F的質(zhì)量為乙二醇質(zhì)量的0.5％，以穩(wěn)壓穩(wěn)流電源提供直流電源60V，并加以磁力攪拌進行陽極氧化。?

9.如權(quán)利要求1—4之一所述的暴露銳鈦礦二氧化鈦高能面的異質(zhì)結(jié)納米管陣列薄膜光催化材料在催化降解亞甲基藍(lán)和羅丹明B中的應(yīng)用。?