[發明專利]可見光催化活性N摻雜核殼狀二氧化鈦及其制備方法

在審

• 申請號: 201710706426.2
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107376975A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李國良;黎剛;李潔;廖春陽;江桂斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J21/06;B01J37/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 牛海軍

1.一種N摻雜核殼狀二氧化鈦，其中所述N摻雜核殼狀二氧化鈦具有核殼狀結構，所述核殼狀結構包含由納米顆粒組成的實心球狀核和由超薄納米薄片組成的中空外層殼，并且其中所述中空外層殼內表面與所述內層球核外表面之間為300-500nm的空洞空間，并且N摻雜質量百分比為1.5-2.0％。

2.根據權利要求1所述的N摻雜核殼狀二氧化鈦，其中所述核殼狀結構的整體粒徑為1.5-2.0μm，比表面積不小于250m²/g。

3.根據權利要求1所述的N摻雜核殼狀二氧化鈦，其中所述殼的整體厚度約為150-250nm。

4.根據權利要求1所述的N摻雜核殼狀二氧化鈦，其中所述納米顆粒的粒徑小于10nm，所述超薄亞組分薄片的厚度為0.4-4nm。

5.根據權利要求1所述的N摻雜核殼狀二氧化鈦，其中所述N摻雜核殼狀二氧化鈦能夠吸收波長大于400nm的輻照光。

6.一種制備權利要求1至5中任一項所述的N摻雜核殼狀二氧化鈦的方法，其中所述方法以溶劑熱法一次性制備，并且所述方法包括下列步驟：

A)將N元素供體加入至溶劑中并且攪拌均勻，隨后加入水并且繼續攪拌至混合均勻以形成溶液a；

B)在攪拌下，向所述溶液a中逐滴加入鈦酸四烷基酯，攪拌均勻以形成混合溶液，將所述混合溶液升溫至180℃以上的溫度并且在所述溫度下反應24小時以上，結束并冷卻至室溫后，將產物分離并用醇淋洗，在100℃以下的溫度下真空干燥，生成N摻雜核殼狀二氧化鈦。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述N元素供體是二亞乙基三胺。

8.根據權利要求6所述的方法，其中所述溶劑是異丙醇。

9.根據權利要求6所述的方法，其中所述水是去離子水或蒸餾水。

10.根據權利要求6所述的方法，其中N元素供體:水:溶劑:鈦酸四烷基酯的體積比是0.03-0.04:0.1:45-50:1.3-1.7。

11.根據權利要求6所述的方法，其中所述鈦酸四烷基酯是鈦酸四異丙酯。

12.根據權利要求6所述的方法，其中步驟B)將所述混合溶液轉移至反應釜中，并且放置于馬弗爐中升溫。

13.根據權利要求6所述的方法，其中用于淋洗的所述醇是無水乙醇。

14.根據權利要求6所述的方法，其中所述方法不需要加入任何模板劑或材料，并且所述方法不需要后續熱處理。