[發(fā)明專利]一種TiO2納米線上負(fù)載TiO2納米顆粒的光催化劑的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810446590.9
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108704634A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏巧;謝宇;蔡志勇;楊志偉;李佳成;黃歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J37/10;B01J37/30;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/04
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本發(fā)明涉及一種TiO₂納米線負(fù)載TiO₂納米顆粒的光催化劑的制備方法，首先，通過P₂₅和NaOH制備二氧化鈦納米線，再通過將已制備好的二氧化鈦納米線加入到三氯化鈦(TiCl₃)和氨水NH₃·H₂O)中，通過水熱法，制備出復(fù)合物TiO₂NPs@TiO₂NWs。本發(fā)明通過在溫度400℃制備得到了一種廉價且高效的光催化劑。本發(fā)明復(fù)合物TiO₂NPs@TiO₂NWs光催化劑具有非常好的光催化降解性能，在常溫、常壓和光照下，就能快速降解，且具有持久的光催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種TiO₂納米線上負(fù)載TiO₂納米顆粒的光催化劑的制備方法，屬于光催化劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

作為一種綠色催化劑，光催化劑近年來取得了巨大進(jìn)展。推動光催化反應(yīng)研究的巨大動力來源于清潔生產(chǎn)﹑能源危機(jī)﹑環(huán)境保護(hù)的強(qiáng)烈要求，以及光催化劑本身潛在的探索價值和應(yīng)用潛力。

一維TiO₂異質(zhì)結(jié)催化劑的高效催化降解能力可以讓絕大部分污染物化為無害物質(zhì)，為保護(hù)水資源做出貢獻(xiàn)，可以一并解決國家和企業(yè)排放污水的問題。通過簡單的水熱反應(yīng)制備TiO₂納米線，然后以制備好的納米線為載體在水熱過程中負(fù)載TiO₂納米顆粒，從而制備成一維TiO₂納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)，再通過調(diào)控TiO₂納米顆粒的比例制備出性能最佳的產(chǎn)品。整個實驗簡單易行且環(huán)保無污染。通過將TiO₂納米顆粒負(fù)載在TiO₂納米線上，不但使產(chǎn)品保留了各自的性能，而且很大程度上增加了材料的比表面積，異質(zhì)結(jié)界面也很大程度地促進(jìn)了光生電荷與光生空穴的分離率，這些新性質(zhì)對于提高催化劑的催化活性都是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種TiO₂納米線上負(fù)載TiO₂納米顆粒的光催化劑的制備方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種TiO₂納米線上負(fù)載TiO₂納米顆粒的光催化劑(簡稱TiO₂NPs@TiO₂NWs)的制備方法，制備步驟如下：

(1)TiO₂納米線單體催化劑(簡稱TiO₂NWs)的制備：將P25型納米二氧化鈦(簡稱P₂₅)溶解于NaOH溶液中，在170～190℃下進(jìn)行水熱反應(yīng)24～48h，冷卻后，過濾得固態(tài)物質(zhì)，將固態(tài)物質(zhì)加入到HCl溶液中進(jìn)行離子交換，再過濾得固態(tài)物質(zhì)，然后在400℃下煅燒5h，制得TiO₂NWs；

(2)TiO₂NPs@TiO₂NWs的制備：將TiCl₃溶解于水中，再將步驟(1)制得的TiO₂NWs加入到此溶液中，再加入NH₃·H₂O，充分混合后轉(zhuǎn)在180℃進(jìn)行水熱反應(yīng)12h，冷卻后，離心得固態(tài)物質(zhì)，然后在400℃下煅燒2h，制得TiO₂NPs@TiO₂NWs。

優(yōu)選的，步驟(1)中HCl溶液的濃度為0.1M。

優(yōu)選的，步驟(1)中煅燒在馬弗爐中進(jìn)行，升溫速率為5℃/min。

優(yōu)選的，步驟(2)中NH₃·H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28wt％。