[发明专利]一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其步骤如下：

（1）把二氧化钛进行化学还原，然后高温煅烧得到带有缺陷态的黑色二氧化钛；

（2）将步骤（1）得到的黑色二氧化钛用溶剂洗涤多次，抽滤后干燥，以除去多余的杂质；

（3）将步骤（2）干燥后的黑色二氧化钛用双氧水或氧气处理一定时间，洗涤，抽滤后干燥，得到表面修饰的黑色二氧化钛；

（4）把金属Pt的前驱体溶液与步骤（3）得到的表面修饰的黑色二氧化钛混合，通过煅烧得到高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂；高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂中金属铂占整个催化剂质量的0.01%~10%，高分散铂为铂的单原子团簇。

2.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的二氧化钛是指粒径大小为2nm~10000nm的二氧化钛纳米颗粒、纳米片、纳米棒、纳米管、纳米线阵列或纳米球；且二氧化钛为锐钛矿结构、金红石结构或锐钛矿结构与金红石结构的混合物。

3.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的化学还原的方法为硼氢化钠还原法、氢化钙还原法或铝粉还原法，二氧化钛与硼氢化钠、氢化钙或铝粉还原剂的质量比例为1：（0.1~10）。

4.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的高温煅烧是在真空、氩气或氮气氛围下，在150℃~800℃下煅烧0.5h~40h。

5.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的溶剂为去离子水、乙醇、甲醇或稀盐酸水溶液。

6.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）的用双氧水处理是在20℃~100℃下将10mg~1000mg黑色二氧化钛溶于10mL~40mL、0.1mol/L~10mol/L的双氧水中搅拌30min~20h，转速为100~2000r/min；用氧气处理是将10mg~1000mg黑色二氧化钛在氧气或空气气氛下，在20℃~500℃下保持0.5h~600h。

7.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）的金属Pt的前驱体溶液为六水合氯铂酸、氯铂酸钠或氯铂酸钾的水溶液，溶液中Pt离子的浓度为0.1mg/mL~100mg/mL。

8.如权利要求1所述的一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）的煅烧是指在空气、真空、氩气、氢气或氮气氛围下，在100℃~800℃下加热0.5h~20h，使金属铂的前驱体分解，得到铂的单原子团簇。

9.权利要求1~8任一项所述方法制备的高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂在低温光辐照条件下催化饱和环烷烃脱氢反应中的应用。