[发明专利]一种催化剂的改性方法和光催化剂

说明书

一种催化剂的改性方法和光催化剂，属于光催化领域。该改性方法是通过将改性剂和催化剂进行复合实现。其中的改性剂和催化剂是两种不同的半导体材料，并且该改性剂和催化剂的带隙存在重叠区域；改性剂的价带顶在催化剂的价带顶之上，且改性剂的导带底在催化剂的导带底之上。该改性方法可以提高提高催化剂的催化活性。

技术领域

本申请涉及光催化领域，具体而言，涉及一种催化剂的改性方法和光催化剂。

背景技术

顾名思义，光催化是在光的作用下发生的催化反应。其中，光催化剂(光触媒)是一种特殊的物质。光催化剂在光照下不发生化学变化，但会引起周围物质的化学反应。

具体地，光催化剂通过光能使其周围的O₂及H₂O分子转化为-OH或负离子，这些-OH或负离子与有机污染物进行化学反应，有机污染物被降解产生CO₂和水。因此，光催化技术可以使有机污染物被降解。

二氧化钛纳米颗粒是光催化剂中研究和使用较多一种物质，如何进一步提高其催化效果是一种亟待解决的难题。

发明内容

基于上述的不足，本申请提供了一种催化剂的改性方法和光催化剂，以改善、甚至解决如何提高二氧化钛光催化效果的问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种用于提高催化剂的催化活性的改性方法。该改性方法是通过将改性剂和催化剂进行复合实现，其中，改性剂和催化剂是两种不同的半导体材料，并且改性剂和催化剂的带隙存在重叠区域。改性剂的价带顶在催化剂的价带顶之上，且改性剂的导带底在催化剂的导带底之上。

在本申请的一些示例中，催化剂为光催化剂。

在本申请的一些示例中，催化活性通过被改性的光催化剂的吸光光谱带宽被扩宽而提高。

在本申请的一些示例中，光催化剂为二氧化钛，改性剂为硒化镉量子点；通过改性，二氧化钛的吸收光谱带宽，从小于400nm的紫光区扩宽至可见光区。

在第二方面，本申请示例提出了一种用于提高二氧化钛的光催化活性的改性方法。该改性方法包括：在通过溶剂热法制备二氧化钛的过程中，使量子点作为改性剂参与溶剂热反应。

在本申请的一些示例中，量子点是以制成品的形式被加入到反应体系中的。

在本申请的一些示例中，量子点是水溶性的。

可选地，量子点为硒化镉。

可选地，量子点为分散在有机溶剂中的硒化镉。

在本申请的一些示例中，硒化镉的制备方法如下：

将氧化镉、油酸、十八烯在具有惰性气氛条件的容器中混合；在第一温度下反应，使镉元素形成油酸镉；在第二温度下，加入硒前驱体反应，然后冷却至室温。

可选地，第一温度为240℃、且在镉元素形成油酸镉之后继续升温至320℃，第二温度为280℃。

可选地，在第二温度下，加入硒前驱体反应5分钟后，迅速冷却至室温。

可选地，冷却至室温后，加入有机溶剂保持液体澄清，经过萃取获得固体，再溶解再正己烷中。

在本申请的一些示例中，改性方法包括：将钛源溶解在酸性试剂中，然后依次加入醇、去离子水和量子点，形成反应液；将反应液封闭于反应釜内进行溶解热反应，形成产物液；从产物液中分离干燥的固体，并进行煅烧。

可选地，煅烧温度为350℃。

在第三方面，本申请示例提出了一种光催化剂。其呈纳米花状，且含有二氧化钛和硒化镉量子点。