[发明专利]一种光催化剂、制备方法及其使用方法

权利要求书

1.一种光催化剂，其特征在于，所述光催化剂是硅烷化碳量子点与中空二氧化钛共价连接成的复合光子晶粒；

所述一种光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将10 mL3-氨丙基三乙氧基硅烷加热至190-210 ℃后，加入0.5g的柠檬酸，搅拌反应1-3 min，冷却至室温，再滴加15 mL无水乙醇溶液进行稀释，超声处理5 min后，得碳量子点溶液；

S2：180-220 ℃下，碳化0.01 mol/L葡萄糖溶液6-8 h，冷却至室温后，得黑色或黑褐色悬浮状液体，经反复抽滤、洗涤至滤液澄清后，于100℃烘干，得黑色纳米碳球模板；

S3：将0.05 g纳米碳球模板溶于25ml无水乙醇溶液中，超声分散10 min，再滴加1mL钛酸四丁酯，磁力搅拌1h后,滴加30 mL去离子水，室温静置12h，得棕色沉淀，经反复抽滤、洗涤后，于80℃干燥12h，再脱除纳米碳球模板，得中空TiO₂粉末；

S4：将0.6 g中空TiO₂粉末溶于15 mL无水乙醇溶液，超声处理10 min后，磁力搅拌1 h，期间，滴加0.15-0.2 mL浓氨水和1.0 mL碳量子点，再于25℃静置陈化12 h，经抽滤分离、乙醇洗涤、80℃过夜干燥后，制得CQDs/TiO₂纳米复合物光催化剂。

2.根据权利要求1所述一种光催化剂，其特征在于，所述光催化剂的平均粒径为800-850 nm。

3.如权利要求1-2任一项所述一种光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将10 mL3-氨丙基三乙氧基硅烷加热至190-210 ℃后，加入0.5g的柠檬酸，搅拌反应1-3 min，冷却至室温，再滴加15 mL无水乙醇溶液进行稀释，超声处理5 min后，得碳量子点溶液；

S2：180-220 ℃下，碳化0.01 mol/L葡萄糖溶液6-8 h，冷却至室温后，得黑色或黑褐色悬浮状液体，经反复抽滤、洗涤至滤液澄清后，于100℃烘干，得黑色纳米碳球模板；

S3：将0.05 g纳米碳球模板溶于25ml无水乙醇溶液中，超声分散10 min，再滴加1mL钛酸四丁酯，磁力搅拌1h后,滴加30 mL去离子水，室温静置12h，得棕色沉淀，经反复抽滤、洗涤后，于80℃干燥12h，再脱除纳米碳球模板，得中空TiO₂粉末；

S4：将0.6 g中空TiO₂粉末溶于15 mL无水乙醇溶液，超声处理10 min后，磁力搅拌1 h，期间，滴加0.15-0.2 mL浓氨水和1.0 mL碳量子点，再于25℃静置陈化12 h，经抽滤分离、乙醇洗涤、80℃过夜干燥后，制得CQDs/TiO₂纳米复合物光催化剂。

4.根据权利要求3所述一种光催化剂的制备方法，其特征在于，所述纳米碳球模板的脱除方法：将干燥后的粉末置于升温电炉中，以 8 ℃/min 的速率升温至500-700℃，再保温30 min，使粉末中碳原子完全气化。

5.如权利要求1-2任一项所述一种光催化剂的应用，其特征在于，将所述光催化剂应用于甲基橙的降解，所述光催化剂的最佳使用浓度为0.3-0.5g/L。