[发明专利]一种TiO2纳米线上负载TiO2纳米颗粒的光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种TiO₂纳米线负载TiO₂纳米颗粒的光催化剂的制备方法，首先，通过P₂₅和NaOH制备二氧化钛纳米线，再通过将已制备好的二氧化钛纳米线加入到三氯化钛(TiCl₃)和氨水NH₃·H₂O)中，通过水热法，制备出复合物TiO₂NPs@TiO₂NWs。本发明通过在温度400℃制备得到了一种廉价且高效的光催化剂。本发明复合物TiO₂NPs@TiO₂NWs光催化剂具有非常好的光催化降解性能，在常温、常压和光照下，就能快速降解，且具有持久的光催化活性。

技术领域

本发明涉及一种TiO₂纳米线上负载TiO₂纳米颗粒的光催化剂的制备方法，属于光催化剂技术领域。

背景技术

作为一种绿色催化剂，光催化剂近年来取得了巨大进展。推动光催化反应研究的巨大动力来源于清洁生产﹑能源危机﹑环境保护的强烈要求，以及光催化剂本身潜在的探索价值和应用潜力。

一维TiO₂异质结催化剂的高效催化降解能力可以让绝大部分污染物化为无害物质，为保护水资源做出贡献，可以一并解决国家和企业排放污水的问题。通过简单的水热反应制备TiO₂纳米线，然后以制备好的纳米线为载体在水热过程中负载TiO₂纳米颗粒，从而制备成一维TiO₂纳米异质结构，再通过调控TiO₂纳米颗粒的比例制备出性能最佳的产品。整个实验简单易行且环保无污染。通过将TiO₂纳米颗粒负载在TiO₂纳米线上，不但使产品保留了各自的性能，而且很大程度上增加了材料的比表面积，异质结界面也很大程度地促进了光生电荷与光生空穴的分离率，这些新性质对于提高催化剂的催化活性都是必不可少的。

发明内容

本发明的目的是提供一种TiO₂纳米线上负载TiO₂纳米颗粒的光催化剂的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种TiO₂纳米线上负载TiO₂纳米颗粒的光催化剂(简称TiO₂NPs@TiO₂NWs)的制备方法，制备步骤如下：

(1)TiO₂纳米线单体催化剂(简称TiO₂NWs)的制备：将P25型纳米二氧化钛(简称P₂₅)溶解于NaOH溶液中，在170～190℃下进行水热反应24～48h，冷却后，过滤得固态物质，将固态物质加入到HCl溶液中进行离子交换，再过滤得固态物质，然后在400℃下煅烧5h，制得TiO₂NWs；

(2)TiO₂NPs@TiO₂NWs的制备：将TiCl₃溶解于水中，再将步骤(1)制得的TiO₂NWs加入到此溶液中，再加入NH₃·H₂O，充分混合后转在180℃进行水热反应12h，冷却后，离心得固态物质，然后在400℃下煅烧2h，制得TiO₂NPs@TiO₂NWs。

优选的，步骤(1)中HCl溶液的浓度为0.1M。

优选的，步骤(1)中煅烧在马弗炉中进行，升温速率为5℃/min。

优选的，步骤(2)中NH₃·H₂O的质量分数为28wt％。