[发明专利]一种花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法。该方法以有机小分子胺类表面活性剂作为模板剂，在有机溶剂作用下使钛源水解，通过溶剂热反应合成多孔功能二氧化钛材料。本发明的优势在于制备方法快速简单，重复性高，而且该方法制备的二氧化钛材料具有类似花状的多孔分级结构，其具有高比表面积和丰富的孔道结构，气相催化性能优异，且催化剂可重复利用，在去除VOC方面具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及光催化材料合成技术领域，具体涉及一种花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种重要的半导体材料，有着其独特的物理和化学性能。二氧化钛在光催化，太阳能电池，锂离子电池等领域有着广泛的应用前景，引起人们的关注。研究表明，二氧化钛作为光催化剂，在被用来净化空气，降解有机物，治理水污染等方面，有着很好的作用。

增加二氧化钛的比表面积能提高其光催化性能，是由于大的比表面积增加了二氧化钛与吸附物质的接触面积并增加了反应的活性位点数量。而通过增加二氧化钛的比表面积来提高其光催化性，主要有两种途径：一是制备得到尺寸小的二氧化钛颗粒，颗粒尺寸越小，其比表面积越大，这一途径主要以Degussa公司生产的P25型商业二氧化钛粉应用最为广泛，其比表面积为50(±15)m²/g；二是通过制备多孔二氧化钛材料，由于孔道的存在，二氧化钛的比表面积增大，其光催化性能也得到很大的提高。

但是目前的二氧化钛气相光催化材料制备方法复杂、难以大规模合成，已经不能满足现有行业的需要。因此亟需一种工艺简单，能大规模合成的具有高气相催化活性的花状多孔分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供工艺简单，能大规模合成的具有高气相催化活性的花状多孔分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法，一种花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、将溶剂和模板剂按照60mL：30-240μL的比例混合匀速搅拌10-15min；

步骤二、向步骤一获得的溶液中加入钛源，所述钛源和模板剂的比例为2-4mL：30-240μL，均匀搅拌20-30min；

步骤三、将步骤二所得反应液置于200℃-220℃条件下反应12-24h；

步骤四、将步骤三所得产物过滤取滤渣，用无水乙醇清洗并离心分离,重复清洗、离心过程至少三遍，然后在40-70℃条件烘干；

步骤五、将步骤四所得产物于300-500℃煅烧，即得到所述的花状分级结构气相二氧化钛光催化剂材料。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述模板剂为多氨基有机小分子胺。

作为上述技术方案的改进，所述多氨基有机小分子胺选自二乙基三胺、三乙基四胺或者四乙基五胺。

作为上述技术方案的改进，所述钛源为钛酸四丁酯。

作为上述技术方案的改进，所述的花状分级结构二氧化钛气相光催化材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂为异丙醇。

作为上述技术方案的改进，所述二氧化钛气相光催化材料为由4-8nm厚弯曲纳米片组成的微米球，具有类绣球花的花状分级结构，根据煅烧温度不同其比表面积可达77-210m²/g，孔径大小为5.9-8.9nm。