[发明专利]一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料，其特征在于，所述光催化材料由锐钛矿型二氧化钛和SrTiO₃组成，所述锐钛矿型二氧化钛暴露并取向生长（004）高能晶面，按照下述步骤进行制备： 

步骤1，利用阳极氧化法制备TiO₂纳米管材料； 

步骤2，以步骤1制备的TiO₂纳米管材料为反应物，在Sr(OH)₂水溶液中反应后，使其在空气气氛中自然冷却至室温20—25℃； 

步骤3，将步骤2制备的样品在空气氛围下从室温20—25℃升至450℃，升温速率为2℃/min，并在该温度下恒温1.5—2h，焙烧完成自然冷却至室温20—25℃取出。 

2.根据权利要求1所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料，其特征在于，在所述步骤2中，所述Sr(OH)₂水溶液的浓度为0.025mol/L，反应温度为180—220℃，反应时间为20min—5h。 

3.根据权利要求1所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料，其特征在于，在所述步骤2中，优选200—220℃反应1—2h。 

4.根据权利要求1所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料，其特征在于，在步骤1的阳极氧化制备过程中，选用Ti片和Pt电极，由乙二醇、NH₄F和三蒸水组成的反应电解质溶液，其中三蒸水体积为乙二醇体积的3％，NH₄F的质量为乙二醇质量的0.5％，以稳压稳流电源提供直流电源60V，并加以磁力搅拌进行阳极氧化。 

5.一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行制备： 

步骤1，利用阳极氧化法制备TiO₂纳米管材料； 

步骤2，以步骤1制备的TiO₂纳米管材料为反应物，在Sr(OH)₂水溶液中反应后，使其在空气气氛中自然冷却至室温20—25℃； 

步骤3，将步骤2制备的样品在空气氛围下从室温20—25℃升至450℃，升温速率为2℃/min，并在该温度下恒温1.5—2h，焙烧完成自然冷却至室温20—25℃取出，即制备所述光催化材料，所述光催化材料由锐钛矿型二氧化钛和SrTiO₃组成，所述锐钛矿型二氧化钛暴露并取向生长（004）高能晶面。 

6.根据权利要求5所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述Sr(OH)₂水溶液的浓度为0.025mol/L，反应温度为180—220℃，反应时间为20min—5h。 

7.根据权利要求5所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，优选200—220℃反应1—2h。 

8.根据权利要求5所述的一种暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料的制备方法，其特征在于，在步骤1的阳极氧化制备过程中，选用Ti片和Pt电极，由乙二醇、NH₄F和三蒸水组成的反应电解质溶液，其中三蒸水体积为乙二醇体积的3％，NH₄F的质量为乙二醇质量的0.5％，以稳压稳流电源提供直流电源60V，并加以磁力搅拌进行阳极氧化。 

9.如权利要求1—4之一所述的暴露锐钛矿二氧化钛高能面的异质结纳米管阵列薄膜光催化材料在催化降解亚甲基蓝和罗丹明B中的应用。