[發明專利]釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑及其制備方法有效

申請號：	201810196902.5	申請日：	2018-03-10
公開（公告）號：	CN108579723B	公開（公告）日：	2020-08-25
發明（設計）人：	馬永青;陳正;孫筱雨;劉暢;錢旎嫻	申請（專利權）人：	安徽大學
主分類號：	B01J23/22	分類號：	B01J23/22;B01J35/02;B01J37/08;B01J37/10
代理公司：	北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385	代理人：	董芙蓉
地址：	安徽省合肥市經***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	摻雜納米氧化光催化劑及其制備方法
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【說明書】：

本發明公開了一種釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑及其制備方法，涉及光催化材料技術領域。本發明方法包括以下步驟：將鈦酸異丙酯、釩源及有機溶劑在容器中混合得到混合溶液；將所述容器放置于裝有無水乙醇的水熱反應釜中，在290℃?300℃溫度下恒溫4h?6h后得到初始產物；所述初始產物在580℃?620℃惰性氣氛中退火4h?5h后得到黑色的釩摻雜二氧化鈦粉末。本發明制備的V/TiO₂呈約200nm長的納米片狀，納米粒子自組裝呈納米管狀，粒子比表面積大，具有強吸附性能；工藝流程簡單，實驗重復性好；所獲得的納米粒子在光催化領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，尤其涉及一種釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑及其制備方法。

背景技術

納米TiO₂由于具有優良的物理化學性質，在環境工程、能源轉換等領域有廣泛的應用。然而，TiO₂本身性能也存在一定的缺陷，其中最顯著的一點就是TiO₂光催化劑最常見的銳鈦礦相晶體，帶隙為3.2eV，即只能吸收紫外區域以上(≥387nm)的光，對太陽光的利用率極低，因此，許多學者近幾十年來一直在從事拓寬TiO₂可見光響應范圍。

在二氧化鈦的能帶工程中，利用最多、最簡單的方法則是對TiO₂進行摻雜，以在禁帶中引入雜質能級。其中，釩離子(V⁵⁺)由于其摻雜對TiO₂的吸收邊紅移最顯著而受到廣泛關注，V⁵⁺的摻雜方法也多種多樣，例如固相法、溶膠凝膠法、水熱法或油浴法。

上述各方法均具有一定缺陷，不能得到綜合性能較高的釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑及其制備方法，主要目的是解決釩摻雜納米二氧化鈦材料綜合性能較低的問題。

為達到上述目的，本發明主要提供了如下技術方案：

一種釩摻雜納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

將鈦酸異丙酯、釩源及有機溶劑在容器中混合得到混合溶液；

將所述容器放置于裝有無水乙醇的水熱反應釜中，在290℃-300℃溫度下恒溫4h-6h后得到初始產物；

所述初始產物在580℃-620℃惰性氣氛中退火4h-5h后得到黑色的釩摻雜二氧化鈦粉末。

作為優選，所述容器為石英杯，所述反應釜為哈氏合金反應釜，所述退火是在管式爐中進行；

作為優選，所述釩源為乙酰丙酮氧釩；所述有機溶劑為乙二醇；先將所述乙二醇加入所述容器中，再向所述容器中加入所述乙酰丙酮氧釩，將所述容器置于溫度為50℃的水浴中并采用磁力攪拌至所述乙酰丙酮氧釩完全溶解后形成前驅體溶液。

作為優選，將所述鈦酸異丙酯滴加至所述前驅體溶液中并磁力攪拌形成所述混合溶液；所述混合溶液中的釩原子與鈦原子的個數比為0.5：100。