纳米异质结构光催化剂及其制备方法与流程

文档序号:11059595阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纳米异质结构光催化剂,其特征在于,所述光催化剂包括氮掺杂二氧化钛纳米管,以及负载在所述氮掺杂二氧化钛纳米管表面上的四氧化三锡纳米片,且所述光催化剂中氮掺杂二氧化钛纳米管与四氧化三锡纳米片的摩尔比为(2-4):1。

2.根据权利要求1所述的光催化剂,其中,所述氮掺杂二氧化钛纳米管中氮的掺杂量为1重量%-4重量%。

3.根据权利要求1或2所述的光催化剂,其中,所述光催化剂中氮掺杂二氧化钛纳米管的外径为200-400nm,管壁厚度为10-30nm。

4.根据权利要求1或2所述的光催化剂,其中,所述四氧化三锡纳米片的单片面积为400-2000nm2,厚度为5-10nm,且由负载在所述氮掺杂二氧化钛纳米管表面的四氧化三锡纳米片形成的材料层的径向厚度为20-100nm。

5.一种纳米异质结构光催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

将氮掺杂二氧化钛纳米管分散在锡前驱体溶液中,得到分散液;

加热处理所述分散液,以在所述氮掺杂二氧化钛纳米管的外表面液相生长四氧化三锡纳米片,并使得所制备的光催化剂中氮掺杂二氧化钛纳米管与四氧化三锡纳米片的摩尔比为(2-4):1。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述分散液中所述氮掺杂二氧化钛纳米管以二氧化钛计,所述锡前驱体溶液以四氧化三锡计的摩尔比为(1-2):1。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其中,加热处理所述分散液的步骤中,加热处理的条件包括:密封环境150-200℃温度下,反应10-18h。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述氮掺杂二氧化钛纳米管的制备方法包括:

在搅拌条件下,将聚乙烯吡咯烷酮与含氮的钛前驱体溶液接触,反应得到混合溶液;将所述混合溶液加入注射器内进行静电纺丝处理,获得纳米丝;烧结处理所述纳米丝,得到所述氮掺杂二氧化钛纳米管,

优选地,所述烧结处理的温度为500-600℃,时间为1-3h。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述含氮的钛前驱体溶液是由钛源、氮源、第一有机溶剂和可选的机械泵油混合搅拌形成的溶液;

优选地,所述含氮的钛前驱体溶液中钛源以二氧化钛计和所述氮源以氮计的重量比为4-19:1;

优选地,所述第一有机溶剂为乙醇、乙酰丙酮和醋酸重量比为1:(0.3-0.8):(3-5)的混合物。

10.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述锡前驱体是由锡源、柠檬酸盐、第二有机溶剂和可选的碱性物质混合形成的pH为5-6.5的混合溶液,优选地,所述第二有机溶剂为水或者水与乙醇甲醇的混合物。

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