[發(fā)明專利]一種貴金屬摻雜的二氧化鈦納米復(fù)合材料及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810753479.4 | 申請(qǐng)日： | 2018-07-10 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108906040B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-09-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 付海濤;弓夢(mèng)麗;楊曉紅;安希忠;張浩;李武發(fā);吳鎮(zhèn)湘;王文文 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J23/52 | 分類號(hào)： | B01J23/52;C02F1/32;C02F101/30 |
| 代理公司： | 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613 | 代理人： | 韓國(guó)勝 |
| 地址： | 110169 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 貴金屬 摻雜 氧化 納米 復(fù)合材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種貴金屬摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料及其制備方法，其中，制備方法包括如下步驟：S1、制備金納米球。S2、在金納米球的表面包覆形成二氧化硅涂層。S3、在Au?SiO2核殼納米復(fù)合物的表面包覆形成二氧化鈦前驅(qū)物涂層。S4、去除Au?SiO2?TiO2前驅(qū)物三元核殼納米復(fù)合物中的SiO2內(nèi)核。S5、對(duì)Au?TiO2前驅(qū)物蛋黃結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物進(jìn)行煅燒，得到金摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料。本發(fā)明中的制備方法工藝簡(jiǎn)單易操作、生產(chǎn)成本低、過(guò)程污染小、適合大規(guī)模生產(chǎn)，制得的貴金屬摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料產(chǎn)品純度高、結(jié)晶良好、單分散性好、顆粒均勻，對(duì)太陽(yáng)能具有較高利用率、且具有優(yōu)異的光催化性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貴金屬摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
在已知的半導(dǎo)體材料中，TiO2由于具有高氧化活性、化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒、低成本、易制得等特性成為了一種最有前途的光催化劑。但是單一的TiO2納米材料因?yàn)榻麕л^寬，只能吸收波長(zhǎng)較短的紫外光，對(duì)太陽(yáng)能利用率不足10％。另外，光激發(fā)產(chǎn)生的電子與空穴的復(fù)合率高，使得TiO2的光量子產(chǎn)率低，大大限制其降解率。
為解決這一問(wèn)題人們嘗試對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性處理以提高光譜吸收范圍，降低光生電子空穴的復(fù)合，增強(qiáng)光催化活性。現(xiàn)階段研究人員主要通過(guò)貴金屬摻雜、離子摻雜、復(fù)合半導(dǎo)體、形貌控制等方法對(duì)TiO2進(jìn)行改性。其中，貴金屬摻雜TiO2作為摻雜改性方法之一，受到眾多研究者的青睞，這種方法主要具有以下改性特性：(1)促使TiO2產(chǎn)生可見(jiàn)光響應(yīng)。(2)抑制光生電子與空穴的復(fù)合。(3)造成晶格缺陷，增加氧空位。(4)提高TiO2光催化劑表面羥基含量，有效的提高了二氧化鈦的光催化性能。
但是目前利用貴金屬摻雜對(duì)TiO2進(jìn)行改性主要是在TiO2的表面沉積形成貴金屬，例如現(xiàn)有專利：一種鉑改性納米二氧化鈦的制備方法(CN107899569A)、二氧化鈦表面負(fù)載超小尺寸貴金屬的空氣凈化光觸媒的制備方法(CN107930620A)。而在表面沉積貴金屬在使用過(guò)程中易造成氧化等影響，大大影響了材料的光催化性能。
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種對(duì)太陽(yáng)能具有較高利用率、且具有優(yōu)異的光催化性能的貴金屬摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料及其制備方法。
(二)技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：
本發(fā)明一方面提供一種貴金屬摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：S1、制備金納米球；S2、在金納米球的表面包覆形成二氧化硅涂層，得到Au-SiO2核殼納米復(fù)合物；S3、在Au-SiO2核殼納米復(fù)合物的表面包覆形成二氧化鈦前驅(qū)物涂層，得到Au-SiO2-TiO2前驅(qū)物三元核殼納米復(fù)合物；S4、去除Au-SiO2-TiO2前驅(qū)物三元核殼納米復(fù)合物中的SiO2內(nèi)核，得到Au-TiO2前驅(qū)物蛋黃結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物；S5、對(duì)Au-TiO2前驅(qū)物蛋黃結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物進(jìn)行煅燒，得到金摻雜的二氧化鈦復(fù)合材料。
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