[發(fā)明專利]一種高可見光活性的二氧化鈦空心微球及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810123912.6 | 申請(qǐng)日： | 2018-02-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108452787B | 公開（公告）日： | 2020-12-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 呂康樂;胡釗;李覃;李宇涵;黎小芳;李玫;孫杰;唐和清;丁耀彬;張澤會(huì) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中南民族大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J21/06 | 分類號(hào)： | B01J21/06;B01J35/00;B01J35/08;B01D53/86;B01D53/56 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001 | 代理人： | 王敏鋒 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 可見光 活性 氧化 空心 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種高可見光活性高氧空位(Vo)二氧化鈦空心微球(TiO2?HMSs)的制備方法，包括以下步驟：(1)合成二氧化鈦空心微球前驅(qū)體；(2)取一定量步驟(1)所制備的二氧化鈦空心微球前驅(qū)體，并加入一定量的尿素進(jìn)行混合均勻，然后將所得混合物置于馬弗爐中升溫至550℃煅燒4小時(shí)，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫即得所述高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球。由本發(fā)明方法制備的Vo/TiO2?HMSs，不僅具有高的光生電子空穴分離效率，強(qiáng)的可見光光吸收性能，表現(xiàn)出優(yōu)良的可見光光催化氧化ppb級(jí)別的NO活性；并且該方法簡(jiǎn)單易操作，所用試劑和設(shè)備常見易得，價(jià)格低廉，制備過程能耗低，本發(fā)明將為緩解我國(guó)的霧霾問題，提供新的技術(shù)支持。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及新材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高可見光活性的二氧化鈦空心微球及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
一氧化氮(NO)作為大氣中形成氣溶膠的前驅(qū)體之一，通常來源于化石燃料的燃燒(Environ.Sci.Technol.2012,46,1955-1963)。尤其是二次氣溶膠形成與我國(guó)霧霾事件密切相關(guān)(Nature.2014,514,218-222)。近年來，消除環(huán)境空氣中的氮氧化物，受到科研工作者廣泛的關(guān)注。
TiO2作為常見的半導(dǎo)體光催化劑，其在環(huán)境污染物治理方面具有良好的運(yùn)用前景。特別是有空心結(jié)構(gòu)的TiO2微球，因?yàn)槠渚哂辛己玫耐ㄍ感院凸饫寐剩⑶乙子谶^濾回收，而得到材料科學(xué)家的廣泛關(guān)注(Chin.J.Catal.2017,38,2085-2093)。但是TiO2空心微球的禁帶寬度較大(3.2eV)，僅能被紫外光激發(fā)，且其光生載流子容易復(fù)合，導(dǎo)致光催化效率不高。為了將TiO2的光響應(yīng)范圍，從紫外光拓展大到可見光，以充分利用太陽(yáng)光，材料科學(xué)家們運(yùn)用各種策略，如元素?fù)诫s(J.Mol.Catal.A,2012,356,78-84)和半導(dǎo)體復(fù)合(Chem.Commun.2010,46,4809-4811)等。近來，文獻(xiàn)報(bào)道通過高溫氫氣還原TiO2的方式，將氧空位(Vo)引入TiO2使其產(chǎn)生可見光活性的新方法(Science.2011,331,746-750和J.Phys.Chem.C.2016,120,3853-3862)。但是，該方法對(duì)設(shè)備要求高，且實(shí)驗(yàn)方法存在爆炸的危險(xiǎn)性。因此，迫切需要開發(fā)氧空位TiO2光催化材料新方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球及其制備方法，由本發(fā)明方法所制備的高氧空位二氧化鈦空心微球(Vo/TiO2-HMSs)在可見光下對(duì)NO具有十分優(yōu)異的催化氧化能力，應(yīng)用前景廣闊。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球的制備方法，包括以下步驟：
(1)合成普通二氧化鈦空心微球前驅(qū)體；
(2)取2.0g步驟(1)所制備的二氧化鈦空心微球前驅(qū)體，并加入一定量的尿素，加水將兩者混合均勻后烘干，然后將烘干后的混合物置于馬弗爐中升溫至550℃煅燒4小時(shí)(4小時(shí)指從開始升溫到煅燒結(jié)束)，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫即得所述高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中尿素與二氧化鈦空心微球前驅(qū)體的質(zhì)量之比為0.5-3.0。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中升溫的速率為2.3-10℃/min。
另外，本發(fā)明還要求保護(hù)由所述方法制備得到的高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球以及該高可見光活性高氧空位二氧化鈦空心微球在可見光下催化氧化NO中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果為：
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