[发明专利]一种磷掺杂二氧化钛及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用溶胶凝胶法在黑磷纳米片上沉积二氧化钛，得到黑磷/二氧化钛复合材料；

S2：在S1制备的所述黑磷/二氧化钛复合材料上沉积二氧化硅，得到黑磷/二氧化钛/二氧化硅复合材料；

S3：对S2得到的所述黑磷/二氧化钛/二氧化硅复合材料进行煅烧及刻蚀。

2.如权利要求1所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，S1步骤包括：

S11：依据C mg黑磷的量称取对应量的黑磷纳米片溶液，用无水乙醇洗涤三遍，分散于DmL乙醇中，加入E mL无水乙腈，在搅拌条件下，加入F mL浓氨水，得到a溶液；

S12：G mL无水乙醇、H mL无水乙腈和I mL钛酸四丁酯(TBOT)混合后得到b溶液；

S13：将a溶液常温搅拌5-10min，再将b溶液快速加入其中，搅拌4小时以上，离心，用无水乙醇洗涤四次，分散于30ml乙醇中，得到所述黑磷/二氧化钛复合材料，

其中，C:D:E:F:G:H:I＝(15～30):(20～30):(5～10):(0.1～0.5):(2～5):(0.5～2):(0.05～0.5)。

3.如权利要求1所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，S2步骤包括：

向S1步骤所得的所述黑磷/二氧化钛复合材料中加入聚丙烯酸，搅拌2小时以上，离心并使用无水乙醇洗涤，分散于J mL乙醇中，向其中加入K mL水、L mL氨水和M mL正硅酸乙酯，搅拌4小时以上，离心，用乙醇和水洗涤，烘干，得到所述黑磷/二氧化钛/二氧化硅复合材料，其中，J:K:L:M＝(20～30):(2～5):(0.5～2):(0.5～2)。

4.如权利要求3所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，所述氨水溶液的质量分数为25～28％，烘干温度为60～70oC。

5.如权利要求1所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，S2步骤包括：

将S2步骤所得所述黑磷/二氧化钛/二氧化硅复合材料在氩气气氛下，升温后煅烧2h,冷却至室温后得到煅烧后BP@TiO₂@SiO₂样品；

取N mg所述煅烧后BP@TiO₂@SiO₂样品溶于O mL P 2.5mol/L氢氧化钠溶液中，在50℃加热条件下搅拌近8小时，离心，用水洗涤，得到所述磷掺杂二氧化钛，烘干，备用，

其中，N:O:P＝(50～500):(20～50):(0.5～3)。

6.如权利要求5所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，煅烧温度为600～800oC，烘干温度为60～70oC。

7.如权利要求1所述的磷掺杂二氧化钛制备方法，其特征在于，包括S1步骤之前的S0步骤：

将Ag四丁基溴化铵(TBAB)溶于B mL N,N-二甲基甲酰胺中(DMF)中作为电解液，黑磷晶体为阴极，铂片电极作为对电极，四丁基溴化铵作为插层剂，电解约5小时后，离心收集产物，用DMF洗涤四遍后分散于DMF中，存于手套箱中，备用，其中，A:B＝(2～4):(50～100)。

8.一种磷掺杂二氧化钛，其特征在于，按照如权利要求1～7任一项所述的掺杂二氧化钛制备方法制备。

9.如权利要求8所述的磷掺杂二氧化钛在光催化中的应用。