一种Cu掺杂改性的TiO₂光催化剂及其制备方法

专利名称：一种Cu掺杂改性的TiO₂光催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化钛光催化剂，尤其涉及一种具有二维(2D)结构的Cu掺杂 改性TiO2纳米管阵列及其制备方法。
背景技术：
二氧化钛(TiO2)纳米管阵列以其优异的物理和化学性能在光催化领域得到广泛 应用。然而，由于TiO2的禁带宽度较宽，约为3. OeV 3. 2eV，使得只有小于5%的紫外光区域 的太阳光谱能够被吸收利用，因此，严重制约了其对太阳光的高效吸收。为了克服TiO2的这 一缺陷使其具有更好的可见光响应性能，各国研究者对此展开了广泛而又深入的研究，其 中最为行之有效的方法则是通过掺杂手段来改变其电子和能带结构，如过渡金属元素(如 Cr、V和Cu)和非金属元素(如N、S、F和P)等，从而达到降低其吸收带隙并改善其光电化学 性能的目的。
TiO2纳米管的制备方法通常有溶胶-凝胶法、水热法、模板法、电化学阳极氧化法 等。在通过化学方法制备TiO2纳米管以及掺杂改性的TiO2纳米粉体或纳米管时，其工艺复 杂、设备昂贵、可控程度低、且制备出的TiO2纳米管有序度较低。与化学方法相比，电化学 阳极氧化法则具有工艺简单、成本低廉、可控长度高等优点，因此，引起了各国研究者的高度关注。
为了克服化学方法合成掺杂改性TiO2纳米管带来的局限性，也有研究者通过磁控 溅射法，在导电玻璃基体上制备出CU-Ti与Fe-Ti合金薄膜，然后通过电化学阳极氧化生长 出Cu掺杂与Fe掺杂改性的Cu-T1-O与Fe-T1-O纳米管阵列，但此方法设备昂贵且工艺复 杂、薄膜质量难以保证。也有研究者在TiTa、TiMn、TiZrNb等合金片状基体上制备出一维纳 米结构的TiO2纳米管阵列薄膜，然而，通过上述方法制备出的一维纳米结构与掺杂改性的 TiO2纳米管阵列，比表面积相对较小，因此，仍然不利于催化降解物吸附量的增加和太阳光 的闻效利用。
此外，在将纳米粉体、纳米薄膜等作为废水有机物降解的纳米结构TiO2光催化剂 时，还存在着回收复杂以及难以重复使用等问题，因此，限制了具有此类纳米结构的TiO2在 光催化剂领域的应用范围。发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种Cu掺杂改性的TiO2光催化 剂及其制备方法，利用电化学阳极氧化法直接在CuTi合金线或合金棒基体上制备出具有 二维结构、高度有序排列以及较强可见光响应性能的Cu掺杂改性TiO2光催化剂，可以提高 对催化降解物的吸附量，增强TiO2光催化剂对太阳光谱的利用效率，促进TiO2在光催化领 域的应用。
解决本发明的技术问题所采取的技术方案是提供一种Cu掺杂改性的TiO2光催 化剂，该催化剂生长于铜钛合金线或合金棒基体上，且在基体圆周面上具有二维结构，其结构单元为Cu掺杂的TiO2纳米管。优选地，该Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的晶相结构是锐钛矿相和金红石相混合的复合晶相结构，该复合晶相结构中金红石相质量百分含量为rio%。优选地，所述具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的本征吸收带边为350"500nm,在可见光范围内的吸收带边为65(T900nm。。解决本发明的技术问题所采取的另一技术方案是提供一种Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤步骤一、将二元Cu-Ti合金线或合金棒基体进行打磨、抛光、清洗并干燥备用；步骤二、配置甲酰胺基电解液；
步骤三、将所述Cu-Ti合金线或合金棒基体浸入到所述甲酰胺基电解液中作为阳极，采用高纯钼片电极作为对电极进行阳极氧化，一定反应时间后在Cu-Ti合金线或合金棒基体上得到Cu掺杂改性的TiO2纳米管阵列前驱体薄膜；步骤四、将所述表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒在无水乙醇中超声波处理，然后用去离子水清洗，最后用惰性气体吹干备用；步骤五、将步骤四中干燥后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒放入耐高温的陶瓷器皿中，然后在炉中将其进行退火处理。优选地，在步骤一中，将二元Cu-Ti合金线或合金棒基体在丙酮中超声波清洗，然后在无水乙醇中超声波清洗，再用蒸馏水冲洗，最后用惰性气体吹干清洗之后的二元Cu-Ti合金线或合金棒基体。优选地，在步骤一中，用于生长Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的Cu-Ti合金线或合金棒基体中，Cu与Ti总的质量分数为100%，Cu质量百分含量为59^50%，Ti质量百分含量为 95% 50%。优选地，在步骤一中，用于生长Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的Cu-Ti合金线或合金棒基体直径为长度为IOmm 50mm。优选地，在步骤二中，所述甲酰胺基电解液的组成为浓度为0. ro. 8mol/L的NH4F,体积分数为3 10%的H2O和体积分数为90-97%的甲酰胺。优选地，在步骤三中，进行阳极氧化时施加的电压为5V飞OV恒电压，阳极氧化时间为5mirT300min，两电极之间距离为lcnT5Cm，在阳极氧化反应过程中使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为300飞00转/分。优选地，在步骤四中，超声波处理时间为5 15秒，用去离子水清洗:T5次，采用惰性气体吹干。优选地，在步骤五中，将所述干燥后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒放入瓷方舟中，并用同样大小的瓷方舟盖住，然后在管式气氛炉中将其进行退火处理。优选地，退火处理温度为300°C 600°C，保温时间为lh 5h，退火气氛为99. 99%的
高纯氧气气氛，升温速率为1 5°C /min，降温速率为1 10°C /min。本发明还提供了一种根据以上所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法制备的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂。本发明的具有二维结构的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列光催化剂，与采用化学方法制备的TiO2或掺杂TiO2纳米粉体或纳米管光催化剂相比，采用电化学阳极氧化法在钛合 金线或棒基体上制备的光催化剂，具有可回收性好、工艺简单、成本低廉以及可控程度高等 优点；与传统的钛或钛合金片状结构上阳极氧化制备的TiO2纳米管阵列相比，具有更大的 比表面积，从而能够显著地增加对降解物的吸附能力与吸附量以及对太阳光的高效吸收能 力，有利于改善TiO2光催化剂的降解率。


图1为CuTi合金线基体的放大示意图。
图2为图1的CuTi合金线基体经过电化学阳极氧化反应后得到的CuTi合金线的 放大示意图，其表面为二维结构的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列。
图3为本发明实施例1制备得到的Cu掺杂TiO2纳米管阵列表面形貌的扫描电镜 照片。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本 发明，并不限定本发明。
本发明提供一种Cu掺杂改性的TiO2光催化剂及其制备方法，利用电化学阳极氧 化法直接在CuTi合金线或合金棒基体上制备出具有二维结构、高度有序排列以及较强可 见光响应性能的Cu掺杂改性TiO2光催化剂，可以提高对催化降解物的吸附量，增强TiO2光 催化剂对太阳光谱的利用效率，促进TiO2在光催化领域的应用。
在本申请中，术语“晶化”是指在一定温度下退火时TiO2纳米管从非晶态到结晶相 的结构转化。术语“前驱体”指的是TiO2纳米管阵列薄膜未经退火晶化处理时的试样。
采用本发明的二维结构及Cu掺杂TiO2光催化剂，增加了 TiO2光催化剂的比表面 积，有效拓展了 TiO2光催化剂的禁带宽度，从而能够显著提高对降解物的吸附能力并获得 对太阳光谱的高效吸收，有利于可见光催化活性的改善，且该TiO2光催化剂的可回收性好、 工艺简单、成本低廉及可控程度高。
实施例1
在本实施例1中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下 步骤
(I)请参阅图1，将直径为3mm、长度为20mm的Cu5_Ti95合金线基体I用金相砂纸 打磨并抛光处理，该基体I为电弧熔融法制备；
(2)将步骤(I)中得到的合金线在丙酮中超声波清洗15min，然后在无水乙醇中超 声波清洗5 15min，最后用蒸馏水冲洗3飞次，将清洗之后的Cu5_Ti95合金线用惰性气体 (如氮气或氩气等)吹扫干燥备用。在本实施例1中，惰性气体采用氮气；
(3)称取5. 55gNH4F溶解到15ml去离子水中，用磁力搅拌器搅拌使NH4F全部溶解， 然后与485ml甲酰胺混合均匀得到电解液；
(4)在室温条件下，Cu5_Ti95合金线基体作为阳极浸入步骤(3)配置的电解液中， 对电极采用尺寸为20mmX10mm的钼片电极，电化学阳极氧化反应后得到Cu5_Ti95合金线2，请参阅图2。在阳极氧化反应后的Cu5-Ti95合金线基体2上生长出二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜，其结构组成单元为Cu掺杂的TiO2纳米管3。在本实施例1中，阳极氧化电压为10V，时间为3h ；(5)将步骤(4)中得到的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线在无水乙醇中超声波清洗5 10s，然后用蒸馏水冲洗3飞次；(6)将清洗后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti·合金线采用氮气吹干备用；(7)将干燥后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线放入瓷方舟中，并用同样大小的瓷方舟盖住，然后在管式炉中进行退火处理。退火处理的温度为450°C，保温时间为l 3h，退火气氛为99. 99%的高纯氧气气氛，升温速率为1 5°C /min,降温速率为I 10°C /min。本实施例制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构，其表面形貌如图3所示。在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列高度有序且长度较短，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为15(T200nm、3(T40nm、5 10nm。而在花瓣状区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列有序度下降但纳米管长度增加，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为40(T500nm、4(T50nm、5 8nm。该实施例1制备的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为72(T750nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例1制备的二维结构Cu掺杂改性的TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为30%飞0%/ u m,未经掺杂改性的一维纳米结构TiO2纳米管阵列单位长度降解率109^20%/ii m。实施例2在本实施例2中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤除步骤(4)的电压和步骤(7)的退火处理温度外，其它实施步骤与实施例1相同，步骤(4)的电压为30V的直流恒压；步骤(7)的退火处理温度为550°C。本实施例2制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构，在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为20(T300nm、4(T50nm、5 10nm。而在花瓣状区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为50(T800nm、4(T50nm、5 10nm。实施例2制备的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为72(T750nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例2制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为30%飞0%/ u m,未经掺杂改性的一维纳米结构TiO2纳米管阵列单位长度降解率109^20%/ u m。实施例3在本实施例3中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤步骤(I)为将直径为3mm、长度为20mm的Cu30_Ti70合金线基体I用金相砂纸打磨并抛光处理，步骤(2广步骤(7)与实施例1相同，然后在管式炉中进行退火处理。其中， 退火处理温度为450°C，保温时间为l 3h，退火气氛为99. 99%的高纯氧气气氛，升温速率为 I 5°C /min,降温速率为I 10°C /min。
本实施例3制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构。在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列高度有序且长度较短，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为25(Γ300ηπι、4(Γ60ηπι、1(Γ 5ηπι。而在花瓣状区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列有序度下降但纳米管长度增加，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为40(T500nm、5(T60nm、5 10nm。该实施例3制备的Cu掺杂改性TiO2 纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为73(T750nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为50°/Γ80%/ μ m,未经掺杂改性的一维纳米结构 TiO2纳米管阵列单位长度降解率10°/Γ20%/ μ m。
实施例4
在本实施例4中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤
除步骤(4)的电压和步骤(7)的退火处理温度外，其它实施步骤与实施例3基本相同，不同之处在于步骤(4)的电压为30V的直流恒压；步骤(7)的退火处理温度为550°C。
本实施例4制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构。在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列高度有序且长度较短，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为25(Γ350ηπι、4(Γ60ηπι、1(Γ 5ηπι。而在花瓣状区域内，Cu掺杂 的TiO2纳米管阵列有序度下降但纳米管长度增加，纳米管长度、 管径和管壁厚度分别约为40(T600nm、4(T60nm、5 10nm。实施例4制备的Cu掺杂改性TiO2 纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为73(T750nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例 4制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为50°/Γ80%/ μ m,未经掺杂改性的一维纳米结构 TiO2纳米管阵列单位长度降解率10°/Γ20%/ μ m。
实施例5
在本实施例5中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤
步骤(I)为将规格为Cu50_Ti50合金线或合金棒基体进行打磨抛光预处理，步骤(2) 步骤(7)与实施例1相同，然后在管式炉中进行退火处理。其中，退火处理温度为 4500C，保温时间为f 3h，退火气氛为99. 99%的高纯氧气气氛，升温速率为1 5°C /min,降温速率为I 10°C /min。
本实施例5制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构。在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列高度有序且长度较短，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为15(Γ200ηπι、5(Γ80ηπι、1(Γ30ηπι。而在花瓣状区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列有序度下降但纳米管长度增加，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为20(T400nm、3(T80nm、l(r30nm。实施例5制备的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为70(T730nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例
5制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为409^70%/ u m,未经掺杂改性的一维纳米结构TiO2纳米管阵列单位长度降解率10% 20%/ u m。实施例6在本实施例6中，具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的制备方法，包括以下步骤
除步骤(4)的电压和步骤(7)的退火处理温度外，其它实施步骤与实施例5基本相同，不同之处在于步骤(4)的电压为30V的直流恒压；步骤(7)的退火处理温度为550°C。本实施例6制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列，其结构单位元为Cu掺杂的TiO2纳米管，且存在分层结构。在大面积黑色区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列高度有序且长度较短，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为10(Tl50nm、6(T80nm、l(r30nm。而在花瓣状区域内，Cu掺杂的TiO2纳米管阵列有序度下降但纳米管长度增加，纳米管长度、管径和管壁厚度分别约为30(T500nm、6(T80nm、l(T30nm。该实施例6制备的Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列在可见光区域内的吸收带边为70(T730nm，其光催化降解同种有机污染物的能力与一维纳米结构的未经掺杂改性的TiO2纳米管阵列相比有了很大的提高，采用本实施例6制备的二维结构Cu掺杂改性TiO2纳米管阵列紫外光催化降解浓度为20mg/L甲基橙溶液时，在模拟太阳光照4h后单位长度降解率为409^70%/ u m,未经掺杂改性的一维纳米结构TiO2纳米管阵列单位长度降解率10% 20%/ u m。在本发明的具有二维结构的Cu掺杂改性TiO2光催化剂的制备方法中，通过电化学阳极氧化法，直接在Cu-Ti合金线或合金棒基体上生长出Cu掺杂的TiO2纳米管阵列，工艺简单、成本低廉以及可控程度高。Cu掺杂成功拓展了 TiO2光催化剂在可见光区域的吸收带边，而二维结构有效增加了 TiO2光催化剂的比表面积，有利于催化降解物吸附量的增加和光催化性能提闻。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的修改、变更以及等效结构变化，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种Cu掺杂改性的TiO2光催化剂，其特征在于，该催化剂生长于铜钛合金线或合金棒基体上，且在基体圆周面上具有二维结构，其结构单元为Cu掺杂的TiO2纳米管。
2.根据权利要求1所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂，其特征在于，所述TiO2光催化剂的晶相结构是锐钛矿相和金红石相混合的复合晶相结构，所述复合晶相结构中金红石相质量百分含量为1 10%。
3.根据权利要求1所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂，其特征在于，所述具有二维结构的Cu掺杂TiO2纳米管阵列的本征吸收带边为35(T500nm，在可见光范围内的吸收带边为650 900nm。
4.一种Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 步骤一、将二元Cu-Ti合金线或合金棒基体进行打磨、抛光、清洗并干燥备用； 步骤二、配置甲酰胺基电解液； 步骤三、将所述Cu-Ti合金线或合金棒基体浸入到所述甲酰胺基电解液中作为阳极，采用高纯钼片电极作为对电极进行阳极氧化，一定反应时间后在Cu-Ti合金线或合金棒基体上得到Cu掺杂改性的TiO2纳米管阵列前驱体薄膜； 步骤四、将步骤三中表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒在无水乙醇中超声波处理，然后用去离子水清洗，再将清洗之后的Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜吹干备用； 步骤五、将步骤四中干燥后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒放入耐高温的陶瓷器皿中，然后在炉中将其进行退火处理。
5.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤一中，将二元Cu-Ti合金线或合金棒基体在丙酮中超声波清洗，然后在无水乙醇中超声波清洗，再用蒸馏水冲洗，最后用惰性气体吹干清洗之后的二元Cu-Ti合金线或合金棒基体。
6.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤一中，用于生长Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的Cu-Ti合金线或合金棒基体中，Cu与Ti总的质量分数为100%，Cu质量百分含量为5% 50%，Ti质量百分含量为95% 50%。
7.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤一中，用于生长Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的Cu-Ti合金线或合金棒基体直径为Imm 20mm,长度为 10mm 10Omnin
8.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述甲酰胺基电解液的组成为0. ro. 8mol/L的NH4F，体积分数为3 10%的H2O和体积分数为90-97%的甲酰胺。
9.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤三中，进行阳极氧化时施加的电压为5V飞OV恒电压，阳极氧化时间为5mirT300min，两电极之间距离为lcnT5Cm，在阳极氧化反应过程中使用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌速度为300 500转/分。
10.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤四中，超声波处理时间为5 15秒，用去离子水清洗3飞次，采用惰性气体吹干。
11.根据权利要求4所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤五中，将所述干燥后的表面生长有Cu掺杂TiO2纳米管阵列前驱体薄膜的Cu-Ti合金线或合金棒放入瓷方舟中，并用同样大小的瓷方舟盖住，然后在管式气氛炉中将其进行退火处理。
12.根据权利要求11所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，退火处理温度为300°C 600°C，保温时间为lh 5h，退火气氛为99. 99%的高纯氧气气氛，升温速率为I 5°C /min,降温速率为I 10°C /min。
13.一种根据权利要求4-12任意一项所述的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法制备的Cu掺杂改性的TiO2光催化剂。
全文摘要
本发明公开了一种Cu掺杂改性的TiO2光催化剂，所述催化剂生长于铜钛合金线或合金棒基体上，且在基体圆周面上具有二维结构，其结构单元为Cu掺杂的TiO2纳米管。本发明还公开了该Cu掺杂改性的TiO2光催化剂的制备方法，通过电化学阳极氧化法，直接在铜钛合金线或合金棒基体上生长出具有二维结构、且具有较强可见光响应性能的Cu掺杂TiO2纳米管阵列。采用本发明的二维结构及Cu掺杂TiO2光催化剂，增加了TiO2光催化剂的比表面积，有效拓展了TiO2光催化剂的禁带宽度，从而能够显著提高对降解物的吸附能力并获得对太阳光谱的高效吸收，有利于可见光催化活性的改善，且该TiO2光催化剂的可回收性好、工艺简单、成本低廉及可控程度高。
文档编号C25D11/26GK103007938SQ201210499389
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者马清, 陈建军, 杨建 , 张维丽, 王晓伟, 符冬菊 申请人:深圳清华大学研究院