[发明专利]一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、溶胶凝胶法制备TiO₂纳米粒子：将钛酸丁酯分散在无水乙醇中形成a溶液，另外将去离子水、无水乙醇和硝酸混合形成b溶液，b溶液充分搅拌后，逐滴加入到a溶液中，随后混合溶液强烈搅拌至凝胶化，烘干后高温煅烧，得到TiO₂纳米颗粒；

步骤二、二次煅烧法制备超薄g-C₃N₄纳米片：将尿素置于瓷舟中进行高温煅烧，自然冷却至室温后，再次重复上述高温煅烧过程，将所得的淡黄色粉末分别用去离子水和乙醇洗涤多次，得到超薄g-C₃N₄纳米片；

步骤三、行星球磨法制备三明治结构TiO₂/超薄g-C₃N₄/TiO₂：将超薄g-C₃N₄纳米片与TiO₂纳米颗粒混合装入球磨罐中，加入无水乙醇和去离子水，高转速条件下球磨数个小时，最终将得到的混合物充分干燥，获得三明治结构TiO₂/超薄g-C₃N₄/TiO₂光催化剂；

步骤四、固相还原法制备富含氧空位的TiO_2-x/超薄g-C₃N₄/TiO_2-xZ型异质结光催化剂：将三明治结构TiO₂/超薄g-C₃N₄/TiO₂与硼氢化钠混合并研磨，然后将混合物放入管状炉中，在N₂气氛下进行煅烧还原，得到的粉末用去离子水充分洗涤去除残留杂质，随后烘干，得到缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述a溶液中钛酸丁酯与无水乙醇的体积比例为1：1～4。

3.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述b溶液中去离子水、硝酸和无水乙醇的体积比例是4:1:4～4:4:4，所述a溶液与b溶液的体积比为20～30mL：18～24mL，所述搅拌的温度是20～30℃，时间是30～60min。

4.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述混合溶液的搅拌时间为4～6h，所述烘干的温度为60～70℃，烘干时间为6～8h。

5.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述高温煅烧的温度为500～600℃，时间为120～180min，升温速率为2～4℃/min。

6.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述高温煅烧的温度为500～600℃，时间为4～8h，升温速率为2～4℃/min。

7.根据权利要求1所述的一种缺陷型二氧化钛/超薄氮化碳/缺陷型二氧化钛Z型异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述超薄g-C₃N₄纳米片、TiO₂纳米颗粒、去离子水和无水乙醇的混合比例为1g：1～4g：5～10mL：5～10mL。