[发明专利]钛基氧氮化物纳米颗粒材料、制备方法及应用

说明书

本发明属于无机非金属纳米材料技术领域，具体涉及一种钛基氧氮化物纳米颗粒材料、制备方法及应用。钛基氧氮化物纳米颗粒材料，以尿素、钛酸铯和Cssubgt;0.68/subgt;Tisubgt;1.83/subgt;Osubgt;4/subgt;为原料在氮气气氛的管式炉中加热，反应获得钛基氧氮化物TiOsubgt;x/subgt;Nsubgt;y/subgt;纳米颗粒材料。所述钛基氧氮化物TiOsubgt;x/subgt;Nsubgt;y/subgt;纳米颗粒材料是由Nsupgt;3‑/supgt;占据一部分Osupgt;2‑/supgt;的位置所形成的。该制备方法通过固相合成法进行高温煅烧的方式，调节温度来调整光催化剂中掺入的氮含量，从而制备出尺寸小的球状纳米颗粒，该球状纳米颗粒为具有高光催化活性的钛基氧氮化物TiOsubgt;x/subgt;Nsubgt;y/subgt;纳米颗粒。制备方法该改变钛基氧氮化物TiOsubgt;x/subgt;Nsubgt;y/subgt;纳米颗粒的带隙宽度，增强对可见光的响应，可以直接用于可见光下有机物的分解。

技术领域

本发明属于无机非金属纳米材料技术领域，具体涉及一种钛基氧氮化物纳米颗粒材料、制备方法及应用。

背景技术

自从藤岛和本田首次发现二氧化钛的光催化作用以来，二氧化钛在能源和环境方面的各种应用得到了广泛的研究。由于二氧化钛的宽带隙，二氧化钛的光催化性能主要局限于紫外区域。因此，缩小带隙以有效利用太阳光，特别是在可见光范围内，扩大光催化应用是关键问题，因此大家把目光转向了钛基氧化物。

一氧化钛是不溶于水和硝酸的，颜色成金黄色的粉末。一氧化钛常用作电容器、光催化剂、锂硫电池等。为了增加光催化性能，常用氮掺杂来改性合成钛基氧氮化物TiO_xN_y纳米材料。

目前钛基氧氮化物TiO_xN_y纳米材料的制备方法主要有：脉冲磁控管制备薄膜、固相分解法、氧化还原法等。这些方法或多或少存在着些许缺陷，如脉冲磁控法需要很高的功率。固相分解法是在空气中退火以及在氨中退火得到最终的钛基氧氮化物TiO_xN_y纳米催化剂，这些制备方法大多合成的是钛基氧氮化物TiO_xN_y薄膜，方法繁琐，钛基氧氮化物TiO_xN_y薄膜相比粉末来说利用性比较局限。

有鉴于此，本发明提供一种新型的、简便的、有效的钛基氧氮化物纳米颗粒制备方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种钛基氧氮化物纳米颗粒材料、制备方法及应用，该制备方法工艺简单、成本低、并且容易批量生产。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

钛基氧氮化物纳米颗粒材料，以尿素、钛酸铯和Cs_0.68Ti_1.83O₄为原料在氮气气氛的管式炉中加热，反应获得钛基氧氮化物TiO_xN_y纳米颗粒材料。

所述钛基氧氮化物TiO_xN_y纳米颗粒材料是由N^3-占据一部分O^2-的位置所形成的。

本发明的另一技术方案，钛基氧氮化物纳米颗粒材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)钛基氧化物Cs_0.68Ti_1.83O₄纳米材料的制备：

(1.1)将1-5g二氧化钛粉末和1-5g钛酸铯粉末在研钵中混合均匀得到钛基氧化物混合粉末；