[发明专利]一种具有光响应开关、自指示性的光催化体系及制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有光响应开关、自指示性的光催化体系，其特征在于，该光催化体系由下述原料组成，按重量份计：

1）1份光催化剂；所述光催化剂由以下一种或数种光催化剂组成：

紫外光响应的TiO₂、ZnO、NiO、SrTiO₃、KTaO₃、K₄Nb₆O₁₇和BaTiO₃；

可见光响应的改性TiO₂、改性ZnO、SiC和CdSe；

含有以下一种或数种元素的氧化物：Fe、W、Bi、Ti、Ce、Cu、In、Ca、Y、Mo和V；

含有以下一种或数种元素的硫化物：Mo、Ag、In、Cd、Ce和Cu；

含有以下一种或数种元素的氮化物：Ta、O、C、La和Ti；

2）0.01-10份光催化剂光生电子-空穴消耗剂；所述光催化剂光生电子-空穴消耗剂为可逆氧化还原电对或光生电子-空穴对捕获剂；

3）0.00-20份光生电子-空穴消耗剂络合物；所述光生电子-空穴消耗剂络合物包括淀粉和金属离子螯合剂；其中：

所述光响应开关，是在初始太阳光光照下，光催化体系内光催化剂光生电子-空穴消耗剂发挥抑制光催化剂光催化活性的作用，使得光催化剂即使在光照下产生光生电子-空穴对，也无法对光催化体系外物质发挥光催化活性；经过0.5小时-90天的光照后，光催化体系内光生电子-空穴消耗剂失效，光催化剂产生的光生电子-空穴对能够对光催化体系外物质发挥光催化作用；

所述自指示性，是光催化体系无法对体系外物质发挥光催化活性时，具有以下一种颜色：棕色、紫色、褐色、橙色、黄色、绿色、蓝色、蓝紫色或紫红色，在太阳光光照0.5小时-90天后，光催化体系颜色变化为以下一种颜色：蓝黑色、橙红色、红色、黄色、蓝紫色或白色，颜色变化后的光催化体系具有对体系外物质发挥光催化活性作用；

所述TiO₂包括锐钛矿、金红石、板钛矿和无定型；所述ZnO包括六角纤锌矿结构、立方闪锌矿结构、立方岩盐结构和无定型；所述的改性TiO₂、改性ZnO，是由金属元素改性、非金属元素改性、金属元素/非金属元素共改性、染料敏化一种或数种改性方法改性；TiO₂和ZnO能够为粉末状、块体状、薄膜状或溶胶状，也能够为纳米线、纳米管、纳米球或纳米不规则形状；

所述含有一种或数种元素的氧化物包括：Fe₂O₃、WO₃、Bi₄Ti₃O₁₂、Ce₂O₃、Cu₂O、In₂O₃、CaFe₂O₄、YFeO₃、BiMoO₆、BiVO₄和InVO₄；所述含有一种或数种元素的硫化物包括： MoS₂、AgIn₅S₅、CdS、Ce₂S₃、CuIn₅S₂和In₂S₃；所述含有一种或数种元素的氮化物包括：TaON、C₃N₄、Ta₃N₅和LaTiO₂N；

所述可逆氧化还原电对包括：I₃^-/I^-、I₂/I^-和Fe²⁺/Fe³⁺；所述光生电子-空穴对捕获剂包括：AgNO₃-甲酸、AgNO₃-三乙醇胺和KBrO₃-碳酸氢钠；

所述金属离子螯合剂包括：2,4,6-三(2-吡啶基)三嗪和红菲绕啉二磺酸二钠盐水合物；

所述光催化体系采用层层修饰法、共沉积法或光催化剂溶胶法制备得到。