[發(fā)明專利]一種氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810764098.6
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108772094A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 郭小峰;王宏波;王麗影;李力;周平;向陽開;程航
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

一種氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠，所述二氧化鈦溶膠含有二氧化鈦晶粒，其衍射角度2θ為8.78^o±0.2°、26.66^o±0.2°、38.80^o±0.2°、46.75^o±0.2°、58.07^o±0.2°處有衍射峰。本發(fā)明一種氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠的制備方法所制得的二氧化鈦復合材料其催化效果顯著提高，目前市面上20mg商用二氧化鈦P25（購于德國德固賽）對100mL甲基橙（18mg/L）2小時的降解率為34.4%，在相同條件下20mg本發(fā)明產品的降解率達到了87.2%，提高了2.53倍，通過光電流和阻抗分析測試表明電子?空穴易于分離，量子產率高，制備過程未引入任何有腐蝕性的試劑，制備方法對環(huán)境友好，不存在第二次污染，產品穩(wěn)定性好，于室溫放置8個月，仍然具有較強催化效果，制備過程簡單可行，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產。

技術領域

本發(fā)明涉及氮化碳/二氧化鈦復合材料，具體涉及一種氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠新材料及其制備方法。

背景技術

隨著人口的不斷增長、經(jīng)濟和工業(yè)的飛速發(fā)展，各種環(huán)境問題的日益加重。對于環(huán)境問題的治理刻不容緩。近些年來，環(huán)境治理的研究一直是科學界熱門的話題之一。而其中光催化技術由于其能夠高效地降解污染物，在很多領域得到了應用，如環(huán)境污染治理、醫(yī)療衛(wèi)生等領域，因此引起了很大的關注。

在諸多光催化劑里，TiO₂是最具有前景的光催化劑。它具有無毒，化學性質穩(wěn)定，而且對污染物降解沒有選擇性等特點。但是由于TiO₂產生的電子-空穴容易發(fā)生復合，量子產率低，導致了對太陽光的利用降低，限制的催化活性。

g-C₃N₄具有熱穩(wěn)定性好，有合適的導帶價帶位置（帶隙寬度為2.7eV）等優(yōu)點，近幾年來，g-C₃N₄材料在環(huán)境方面表現(xiàn)出了很大的應用前景，如光解水制氫系統(tǒng)和光催化劑等。但是g-C₃N₄對光的響應不充分，特別是光生電子-空穴對的高復合率抑制光的催化活性。因此，需要開發(fā)適當?shù)姆绞酵貙抔-C₃N₄的可見光響應范圍和促進電荷分離效率，進而提高其光催化活性。

就目前看來，在已知的二氧化鈦復合材料制備過程中存在較大的問題。其一，制備方法繁瑣，需高溫高壓環(huán)境，能耗較大，不易形成工業(yè)化生產，且傳統(tǒng)制備方法會存在酸堿污染，對環(huán)境容易造成二次污染。其二，制備出的二氧化鈦復合材料多顆粒較大，催化活性較低。其三，制備過程二氧化鈦溶膠與氮化碳復合物體系容易團聚、分散性差。其四，制備出的產品量子產率低，制備成本高，就目前看來還未見有成熟的關于氮化碳量子點/二氧化鈦復合材料的制備方法的報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種光催化活性高的氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠復合材料。

本發(fā)明另一目的在于提供上述高度單分散氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠復合材料的制備方法。

本發(fā)明目的通過如下技術方案實現(xiàn)：

一種氮化碳量子點/二氧化鈦溶膠，其特征在于：所述二氧化鈦溶膠含有二氧化鈦晶粒，所述二氧化鈦晶粒在衍射角度2θ為8.78^o±0.2°、26.66^o±0.2°、38.80^o±0.2°、46.75^o±0.2°、58.07^o±0.2°處有衍射峰。發(fā)明人在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，含上述特定晶型的二氧化鈦溶膠與氮化碳復合物體系不團聚、分散性好，光催化活性高。