[发明专利]一种含有二氧化钛的复合光催化材料

说明书

本发明涉及光催化材料，具体说是一种含有二氧化钛的复合光催化材料，按质量百分比，其含有以下成分：二氧化钛30‑50%，氧化硅15‑25%，石墨烯15‑25%，铜盐5‑10%，钒盐5‑10%。本发明以二氧化钛为光催化材料，采用氧化硅、石墨烯为载体，并掺杂铜、钒，提高了二氧化钛的光催化活性表面，极大地发挥了二氧化钛的光催化作用，从而大大提高了复合材料的光催化效果。

技术领域

本发明涉及光催化材料，具体说是一种含有二氧化钛的复合光催化材料。

背景技术

在众多的环境治理技术中，光催化技术因其具有的特殊优势已引起了人们广泛关注，其最大的优势在于能仅在光照条件下将有机污染物分解为二氧化碳与水，为绿色、高效与低耗治理有机污染物提供了有效途径，有着极好的应用前景。光催化技术的核心是光催化剂，而二氧化钛光催化剂则是最具代表性的光催化材料，其具有光催化活性强、物理化学性质稳定高、耐光腐蚀、廉价易得与良好的环境兼容性等显著特点，并且几乎可以降解一切有机污染物，被公认为是目前最具有应用前景的光催化剂之一。

近年来，石墨烯的发现及应用为二氧化钛的改性创造了条件，研究者利用其优异的电子传输性能，将其引入到光催化领域，制备出石墨烯/ 二氧化钛复合材料，提高二氧化钛的光催化量子效率。现有的技术中也存在一些掺杂的二氧化钛复合光催化材料。但是，不管是添加石墨烯还是掺杂其他的元素的光催化剂，其活性仍然较低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可提高光催化活性的含有二氧化钛的复合光催化材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种含有二氧化钛的复合光催化材料，按质量百分比，其含有以下成分：二氧化钛30-50%，氧化硅15-25%，石墨烯15-25%，铜盐5-10%，钒盐5-10%。

作为优选，二氧化钛的晶相为锐钛矿相。

作为优选，氧化硅采用氧化硅纳米纤维。

作为优选，氧化硅纳米纤维的平均粒径为15-25nm。

作为优选，铜盐采用氯化铜。

作为优选，钒盐采用硫酸氧钒。

从以上技术方案可知，本发明以二氧化钛为光催化材料，采用氧化硅、石墨烯为载体，并掺杂铜、钒，提高了二氧化钛的光催化活性表面，极大地发挥了二氧化钛的光催化作用，从而大大提高了复合材料的光催化效果。

具体实施方式

下面详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供了一种含有二氧化钛的复合光催化材料，一种含有二氧化钛的复合光催化材料，按质量百分比，其含有以下成分：二氧化钛30-50%，氧化硅10-20%，石墨烯10-20%，铜盐10-20%，钒盐10-20%。其中：

二氧化钛的晶相为锐钛矿相，并采用粒径较小的纳米颗粒。由于尺寸越小的二氧化钛颗粒表现出更强的光催化性能以及更大的活性表面，尤其对于具有微小纳米尺寸的二氧化钛颗粒，其展现相对更高的光催化活性，因而本发明的材料成分均采用纳米级别。

氧化硅采用氧化硅纳米纤维，氧化硅纳米纤维的平均粒径为15-25nm。二氧化钛负载于氧化硅纳米纤维的表面，形成具有高负载牢固度、强亲水性、高吸附性与强催化活性的二氧化钛复合光催化材料，该复合材料在微观上呈现纳米纤维状结构，比表面积达到250m²/g以上，具有较高的光化学稳定性、对有机污染物具有较强的选择吸附性以及较强的光催化活性。

石墨烯作为载体，可使二氧化钛颗粒通过化学键负载在石墨烯上，有效提高了光催化材料的活性，石墨烯作为一种良好的电子导体，太阳光照射下，能快速把光生电子转移，有效抑制电子和空穴对的复合，从而提高光催化剂的产氢活性。