[发明专利]一种铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜掺杂二氧化锡‑二氧化钛复合催化材料的制备方法，包括：(1)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌15～60min，再加入稀硝酸，在30～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；(2)将二氯化锡溶解于无水乙醇中，在70～80℃下回流2～5h，得到二氧化锡溶胶；(3)将所述二氧化钛溶胶和所述二氧化锡溶胶进行混合，加入含有氯化铜的无水乙醇溶液，于30～40℃条件下水浴加热2～3h，得到铜掺杂二氧化锡‑二氧化钛复合溶胶；(4)将上述铜掺杂二氧化锡‑二氧化钛复合溶胶分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，干燥，研磨，于500～800℃下煅烧1～2h，得到铜掺杂二氧化锡‑二氧化钛复合催化材料。本发明中的催化材料具有较强的光催化活性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料的制备方法。

背景技术

二氧化锡是一种典型的n型半导体金属氧化物，因其对某些气体特殊的敏感性，导电和透光性，光催化活性，成为制备气敏元件，透明电极和处理污水的催化剂的理想材料，这就使其在工业生产和科研领域等方面有着非常广泛的应用，例如：在气体传感器、储存材料、电极材料、太阳能电池以及锂离子电池等方面都有着广泛的应用。

二氧化钛无毒，难溶，光化学和化学稳定性，并且成本低廉，具有较高的实用价值，是被研究最多的一种半导体光催化剂，近年来，有关二氧化钛等半导体光催化剂治理环境污染的研究得到极大的关注，已成为目前国内外环境治理领域的一个热点。但二氧化钛被用作光催化剂面临两大关键问题，一是由于二氧化钛带隙值(3.2eV)比较宽，只能被紫外光(波长小于387nm)所激发，而到达地球表面的紫外光辐射只占太阳辐射到地球上的光谱的4％左右，因此二氧化钛利用太阳能的效率比较低；二是其光生电子和空穴的复合速率较快、量子效率比较低。

现有技术中，二氧化锡-二氧化钛复合材料在光催化技术领域具有广泛的应用。但是，二氧化锡-二氧化钛复合材料中，二氧化锡层并不直接与反应物接触，当二氧化钛覆盖程度较大时，传导到二氧化锡导带上的光生电子不参与光催化反应，从而使得复合材料的光催化活性降低。

为此，有必要针对上述问题，提出一种铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料的制备方法，包括：

(1)将钛酸四丁酯加入无水乙醇和冰醋酸的混合溶液中，磁力搅拌15～60min，再加入稀硝酸，在30～60℃水浴条件下磁力搅拌20～30min，得到二氧化钛溶胶；

(2)将二氯化锡溶解于无水乙醇中，在70～80℃下回流2～5h，得到二氧化锡溶胶；

(3)将所述二氧化钛溶胶和所述二氧化锡溶胶进行混合，加入含有氯化铜的无水乙醇溶液，于30～40℃条件下水浴加热2～3h，得到铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合溶胶；

(4)将上述铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合溶胶分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，干燥，研磨，于500～800℃下煅烧1～2h，得到铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合催化材料。

优选的，步骤(1)中，所述钛酸四丁酯、所述无水乙醇和所述冰醋酸的体积比为1:2～10:2～10。

优选的，步骤(1)中，所述稀硝酸浓度为0.5～2mol/L。

优选的，步骤(3)中，所述铜掺杂二氧化锡-二氧化钛复合溶胶中，铜的物质的量分数为5～25％。