本发明属于纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂及制备和应用。
背景技术：
在光催化材料的研究领域中，随着研究者们的不断努力，越来越多的半导体光催化材料被报道，如TiO2、ZnO等半导体金属氧化物纳米材料。而其中以对二氧化钛纳米材料的研究最为关注，是因为纳米二氧化钛的性能优异，具有比表面积大、扩散性高等特性，被广泛应用于传感、催化、光电等领域。纳米二氧化钛材料，作为光催化剂具有活性高、选择性好、高羟基自由基产率、能在较宽的能谱范围内激发、耐酸碱、具有生物化学惰性、对环境和人体无副作用、成成本低廉等优点，因而被广泛研究。TiO2是一种n型半导体材料，常温下锐钛矿型TiO2的带隙宽度约为3.2 eV，能带较宽，只能利用占太阳光能量不到5%的紫外光，对太阳光的利用率较低，因此，人们便将研究热点落在了如何提高高效的利用太阳光。
为加强光催化剂内部与颗粒界面之间的电荷转移以提高其催化活性，人们常常对TiO2选择性地进行表面处理。为提高TiO2的光催化活性，对TiO2进行选择性晶格掺杂是一种常用方法。研究表明，具有特殊4f电子结构的稀土元素，本身具有多晶型、强吸附性、稳定性高等特点，而适量的稀土离子的掺杂能有效的改善TiO2的半导体性质，让稀土离子能取代TiO2中的Ti，从而使TiO2在不降低紫外光下活性的同时扩大其对太阳光的光谱响应范围，从而可以提高其对可见光的利用率。
技术实现要素：
本发明的目的为克服现有技术的不足，提供了一种铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂及制备方法。
本发明的再一目的在于：提供所述催化剂的应用。
采用原位双掺杂法与水热法相结合，在纳米氧化钛材料中掺杂铈、镧两种元素，从而得到铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒材料。具体步骤如下：
一种铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
（1）将钛酸四丁酯TBOT或钛酸四异丙酯TIPO、37 wt%盐酸HCl及水H2O三者混合，搅拌得到均匀澄清前驱液A；
（2）在上述A溶液中加入铈盐、镧盐，搅拌，得到均匀溶液B；
（3）将步骤（2）中得到的溶液B作为反应溶液，并以碳纤维布作为反应基底，置入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压水热反应釜中，在150 ℃～180 ℃下水热反应10～24小时；
（4）反应结束后，将得到的产物用蒸馏水、无水乙醇洗涤，然后在60 ℃～80 ℃下干燥6～24小时，即得到铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂。
钛源、盐酸HCl（37 wt%）及水H2O三者的体积比为1:15~60:30~100。
步骤（2）中所述的稀土硝酸铈的加入量与步骤（1）钛源中钛的摩尔比为Ce3+:Ti4+=1:50~600。
步骤（3）中所述的稀土硝酸镧的加入量与步骤（1）钛源中钛的摩尔比为La3+:Ti4+=1:60~600。
一种铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂，其特征在于，根据上述任一所述方法制备得到。
一种铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂在催化方面的应用。
本发明有如下优势：
该制备方法能够将多种稀土离子成功掺杂在二氧化钛纳米棒材料的晶格中，分散于材料的表面及内部，稀土离子在二氧化钛纳米棒中的分散性高，产物具有较强稳定性。该材料的制备方法简单，成本价格低廉，可应用于光催化领域。
具体实施方式
本发明通过下面的具体实例进行详细描述，但本发明的保护范围不受限于这些实施例。
实施例1：
（1）将1 ml钛酸四丁酯TBOT、20 ml盐酸HCl（37 wt%）与60 ml水H2O混合，,搅拌得到均匀澄清前驱液A；
（2）在上述A溶液中加入0.002 g铈盐、0.017 g镧盐，搅拌，得到均匀溶液B；
（3）将步骤2中得到的溶液B作为反应溶液，并以碳纤维布作为反应基底，置入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压水热反应釜中，在150 ℃下水热反应24小时；
（4）反应结束后，将得到的产物用蒸馏水、无水乙醇洗涤，然后在60 ℃下干燥24小时，即得到铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂。
实施例2：
（1）将1.5 ml钛酸四异丙酯TIPO、22.5 ml盐酸HCl（37 wt%）及90 ml水H2O三者混合，搅拌得到均匀澄清前驱液A；
（2）在上述A溶液中加入0.043 g铈盐、0.036 g镧盐，搅拌，得到均匀溶液B；
（3）将步骤2中得到的溶液B作为反应溶液，并以碳纤维布作为反应基底，置入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压水热反应釜中，在180 ℃下水热反应10小时；
（4）反应结束后，将得到的产物用蒸馏水、无水乙醇洗涤，然后在80 ℃下干燥6小时，即得到铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂。
实施例3：
（1）将1.2 ml钛酸四丁酯TBOT、36 ml盐酸HCl（37 wt%）与84 ml水H2O三者混合，搅拌得到均匀澄清前驱液A；
（2）在上述A溶液中加入0.004 g铈盐、0.003 g镧盐，搅拌，得到均匀溶液B；
（3）将步骤2中得到的溶液B作为反应溶液，并以碳纤维布作为反应基底，置入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压水热反应釜中，在160 ℃下水热反应18小时；
（4）反应结束后，将得到的产物用蒸馏水、无水乙醇洗涤，然后在70 ℃下干燥12小时，即得到铈、镧双掺杂二氧化钛纳米棒光催化剂。