o 304的(400)晶面，两种晶体相连接的界面即形成了异质结结构。
[0017]图4是实施例2得到样品的XRD衍射峰，图中出现T12的锐钛矿和金红石两种晶型的特征衍射峰。
[0018]图5是实施例2得到的样品的扫描电子显微镜(SEM)照片。由图可见，所得氧化物的粒径约为0.5-2 μ m。
[0019]从上述测试结果表明，步骤C得到的材料平均粒径为0.5-3 μ m,其结构特点是锐钛矿型1102的(101)晶面与Co3O4(400)晶面相接，形成异质结结构。
[0020]对钴、钛氧化物异质结材料进行可见光吸附性能测试:称取0.02g步骤C得到的钴、钛氧化物异质结材料加入到I OOmL、I Omg/L的亚甲基蓝溶液中，磁力搅拌，先黑暗吸附6h，再对其进行可见光照射，通冷凝水降低光辐射导致的水分蒸发。每0.5h吸取4mL溶液，过滤掉其中的固体颗粒，使用紫外可见光谱仪测定所得溶液浓度。结果见图6，由图可见，可见光照射4h后，亚甲基蓝的降解率达到了 65%以上，说明该异质结材料具有较好的可见光吸收性能，可用于降解偶氮染料。
[0021]本发明的有益效果是:本发明采用油浴法合成了钴钛氧化物前驱体，对其进行高温焙烧后，得到钴、钛氧化物异质结，平均粒径约为0.5-3 μ m，锐钛矿型1102的(101)晶面与Co304(400)晶面相接，形成异质结结构。该材料具有较好的可见光吸收性能，可用于降解偶氮染料。
【附图说明】
[0022]图1是实施例1中所样品的XRD衍射峰。
[0023]图2是实施例1中所得样品SEM相片。
[0024]图3是实施例1所得样品的高分辨透射显微镜(HRTEM)照片。
[0025]图4是实施例2中所得样品的XRD衍射峰。
[0026]图5是实施例2中所得样品的SEM相片。
[0027]图6是实施例1中所得样品可见光降解亚甲基蓝的效果图。
【具体实施方式】
[0028]实施例1
[0029]称取2.328g六水合硝酸钴，2.880g硫酸钛，溶于10mL去离子水中，将溶解完全的硝酸钴和硫酸钛的溶液转移至500mL圆底烧瓶中，100°C油浴加热，搅拌，冷凝回流，30min得到A溶液。
[0030]再称取15.360g碳酸铵溶于50mL去离子水中得到B溶液，碳酸铵与钴离子和钛离子之和的摩尔比为4.9:1。
[0031]逐滴将A溶液全部滴入碳酸铵溶液中，反应5h，离心过滤，洗涤，于60°C干燥。
[0032]于马弗炉中400°C下焙烧4h，即得钴、钛氧化物异质结。其中Co/Ti = 2mol:3mol,钴的质量百分含量为45%。
[0033]称取0.020g上述钴、钛氧化物异质结加入到10mLlOppm的亚甲基蓝溶液中，磁力搅拌，先黑暗吸附6h，再对其进行可见光照射，通冷凝水降低光辐射导致的水分蒸发。每0.5h吸取4mL溶液，过滤掉其中的固体颗粒，使用紫外可见光谱仪测定所得溶液浓度。结果见图6，降解率达到65%。
[0034]实施例2
[0035]称取2.328g六水合硝酸钴，7.680g硫酸钛，溶于10mL去离子水中，再称取28.260g碳酸铵溶于50mL去离子水中。将溶解完全的硝酸钴和硫酸钛的溶液转移至500mL圆底烧瓶中，110°C油浴加热，搅拌，冷凝回流，25min后，逐滴滴入碳酸铵溶液，碳酸铵与钴离子和钛离子之和的摩尔比为4.5:1。反应5h后，将溶液离心，洗涤，60°C干燥。500°C下马弗炉中焙烧5h，得到钴的质量百分含量为23%的钴、钛氧化物异质结。
[0036]实施例3
[0037]称取2.328g六水合硝酸钴，5.760g硫酸钛，溶于10mL去离子水中，再称取26.120g碳酸铵溶于50mL去离子水中。将溶解完全的硝酸钴和硫酸钛的溶液转移至500mL圆底烧瓶中，100 °C油浴加热，搅拌，冷凝回流，15min后，逐滴滴入碳酸铵溶液，碳酸铵与钴离子和钛离子之和的摩尔比为5.2:1。反应7h后，将溶液离心，洗涤，60°C干燥。450°C下马弗炉中焙烧2h，得到Co/Ti = lmol:3mol，钴的质量百分含量为29%的钴、钛氧化物。
[0038]实施例4
[0039]称取2.328g六水合硝酸钴，1.920g硫酸钛，溶于10mL去离子水中，再称取13.816g碳酸铵溶于50mL去离子水中。将溶解完全的硝酸钴和硫酸钛的溶液转移至500mL圆底烧瓶中，105°C油浴加热，搅拌，冷凝回流，20min后，逐滴滴入碳酸铵溶液，碳酸铵与钴离子和钛离子之和的摩尔比为5.5:1。反应1h后，将溶液离心，洗涤，60°C干燥。550°C下马弗炉中焙烧3h，即得Co/Ti = lmol: lmol，钴的质量百分含量为55%的钴、钛氧化物。
【主权项】
1.一种钴、钛氧化物异质结材料的制备方法，具体步骤如下: A.将可溶性钴盐和硫酸钛按照Co:Ti离子的摩尔比为1:1-4的比例，加入到去离子水中，其中钴盐的浓度为0.001-0.05mol/L，于90-120°C油浴加热，冷凝回流，搅拌5_20min，得到溶液A ;所述的可溶性钴盐是Co (NO3)2.6H20或CoSO4.7H20 ； B.将碳酸铵溶于去离子水中，使得碳酸铵的浓度为0.5-2mol/L，得到溶液B ;将溶液B滴加至溶液A中，使得溶液B中碳酸钱与溶液A中钴离子和钛离子之和的摩尔比为4-6:1，滴加时间为0.25-lh ;冷凝回流4-12h ;离心，洗涤，烘干，得到钴、钛氧化物前驱体； C.将步骤B制备的钴、钛氧化物前驱体在马弗炉中于300-6000C，焙烧2-5h，得到钴、钛氧化物异质结材料，其中钴的质量百分含量为23-55%。2.—种根据权利要求1所述的方法制备的钴、钛氧化物异质结材料，其特点是锐钛矿型1102的(101)晶面与Co 304(400)晶面相接，形成异质结结构；该材料的平均粒径为0.5-3 μ m，其中钴的质量百分含量为23-55%。
【专利摘要】本发明公开了一种异质结材料及其制备方法，该材料的制备方法是将可溶性二价钴盐和硫酸钛溶于去离子水中，在搅拌条件下加入碳酸铵溶液，90-120℃反应，冷凝回流4-12h后，离心，洗涤，烘干，将产物在马弗炉中于300-600℃，焙烧2-5h，即得到钴、钛氧化物异质结材料。该材料中钴的质量百分含量为23-55％，平均粒径为0.5-3μm，其结构特点是锐钛矿型TiO2的(101)晶面与Co3O4(400)晶面相接，形成异质结结构。该材料对可见光具有吸收性能，可用于可见光下降解偶氮染料。
【IPC分类】B01J23/75, C02F1/30
【公开号】CN104888780
【申请号】CN201510161822
【发明人】雷晓东, 李芳 , 赵培雯, 孙晓明
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月7日