[發明專利]一種TiO2

在審

• 申請號: 202110956776.0
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113694951A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 彭超;周桃;魏萍;王梓容;陳一鳴;廖雯敏
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J27/22;B01J35/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了一種TiO₂復合材料及其制備方法，屬于光催化劑制備技術領域。所述TiO₂復合材料為MXene和量子點共修飾的TiO₂復合材料；所述量子點為摻氮碳量子點或碳量子點；所述MXene為Ti₃C₂。本發明以Ti₃C₂為鈦源，在Ti₃C₂上原位生長TiO₂，并且負載了量子點制得NCQDs/TiO₂@Ti₃C₂復合材料或CQDs/TiO₂@Ti₃C₂復合材料；復合材料顯著提高了TiO₂的光生載流子的分離效率，使光生電子?空穴對不僅在TiO₂//Ti₃C₂的異質結界面發生遷移，納米量子點也作為光敏劑來收集太陽光從而提高復合材料的量子效率，使其光催化活性大幅提升。

技術領域

本發明屬于光催化復合材料制備技術領域，具體涉及一種TiO₂復合材料及其制備方法。

背景技術

MXene，是類石墨烯(Graphene)二維過渡金屬碳(氮)化物的統稱，目前一般以三元陶瓷材料MAX相為前驅體，通過液相刻蝕法來制備。由于前驅體MAX相種類豐富，目前已報道合成的MXene有二十多種，包括“21”型(Ti₂CT_x，Nb₂CT_x，V₂CT_x)、“32”型(如Ti₃C₂T_x，Zr₃C₂T_x)和“43”型(如Ti₄N₃T_x，Nb₄C₃T_x)等，其中T表示表面吸附基團。

Ti₃C₂T_x是一種鈦基MXene，由于其具有優良的導電性和獨特的理化性質，已經成為國際材料化學界關注的焦點。近期有研究將Ti₃C₂T_x應用于鋰離子電池電極材料和超級電容器材料。二氧化鈦是一種白色的兩性氧化物，具有良好的光響應、低成本、環境友好和化學性能穩定等優點，被廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化妝品、光催化等工業領域。

量子點是幾納米大小的微小半導體粒子，具有與較大的發光二極管粒子不同的光學和電子特性。它是納米技術的核心。當量子點被紫外光照射時，一些電子接收到足夠的能量就可以從原子中脫離出來。這種能力允許它們在納米粒子周圍移動，產生一個電導帶，在這個電導帶中，電子可以自由地穿過材料并導電。量子點的性質介于大塊半導體和離散原子或分子之間。它們的光電特性隨著尺寸和形狀的變化而變化。但是傳統的制作量子點的元素一般重金屬含量都特別高，而且毒性也很高，在制作的過程當中很容易造成人體的損傷，還會對環境造成危害，也正是因為這一點造成量子點在各個領域的應用。這一種情況一直到2004年，Xu等通過電弧放電法進行單壁碳納米的電泳分析和研究時，在煙灰中分離出一種單分散的熒光納米顆粒，而這種納米顆粒后來就被稱為碳量子點，這種量子點尺寸小，會發光，最主要的就是該量子點還沒有毒性，理化性能比較穩定，生物相容性也非常的優異。

但目前對于二氧化鈦的改性，量子效率低、載流子分離效率低下，影響二氧化鈦材料的光催化性能。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明提供一種TiO₂復合材料及其制備方法。