[發明專利]一種含氧空位的多孔二氧化鈦材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111144639.3
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113735163B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 翟茂林;李爽笑;石偉群;王琳;彭靜;李久強
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;C01G23/04;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種多孔二氧化鈦材料的制備方法，包括以下步驟：

1) 將氟化鋰和濃度為6~12 mol/L的鹽酸混合，氟化鋰和鹽酸的混合液中的氟化鋰的濃度為1~3 mol/L，加入Ti基MAX母體材料，30℃~50℃恒溫反應1~3天，反應結束后用水離心洗滌多次至pH為5~6，經過超聲剝離分層和離心分離獲得Ti基MXene納米片的水分散液，其中超聲剝離分層的超聲功率為40~100 W，超聲時間為10~60 min，最后離心分離的轉速為2000~3500 rpm，離心時間為10~30 min，上層分散液即為Ti基MXene納米片的水分散液；

2) 調節Ti基MXene納米片的水分散液的質量濃度為0.1~2 mg/mL，調節pH值至5~9，震蕩使分散液混合均勻，通入氧化性氣體笑氣或氧氣一段時間后密封；

3) 使用γ射線或者電子束對步驟2）密封的分散液進行輻照，輻照的劑量率為10~500Gy/min，吸收劑量為100~600 kGy；

4) 將步驟3)輻照后的產物清洗多次，分散在水中，冷凍干燥后得到層片狀含氧空位的多孔二氧化鈦材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述Ti基MAX母體材料選自下列物質中的一種：Ti₃AlC₂、Ti₃AlCN、Ti₂AlC，對應得到的Ti基MXene納米片分別為Ti₃C₂T_x、Ti₃CNT_x、Ti₂CT_x，其中T表示連接在Ti原子上的表面基團，包括下列基團中的一種或多種：O、OH、Cl或F，x為表面基團的數量。

3.權利要求1或2所述的制備方法得到的多孔二氧化鈦材料。

4.權利要求3所述多孔二氧化鈦材料作為光催化劑在光催化還原反應中的應用。

5.如權利要求4所述的應用，其特征在于，所述光催化還原反應是光催化還原六價鉻的反應，將所述多孔二氧化鈦材料加入到含六價鉻的水溶液中，以檸檬酸作為犧牲劑，先在一定溫度下于光催化反應的暗箱中攪拌一段時間，達到吸附平衡后，在光照條件下實現六價鉻的光催化還原。