[发明专利]一种氮、硫共掺杂硅胶固载TiO2光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种氮、硫共掺杂硅胶固载TiO₂光催化剂及其制备方法，该方法以正硅酸乙酯和钛酸丁酯作为固载TiO₂的前驱物原料，以硫酸和硝酸的混合酸作为氮、硫掺杂源以及溶胶凝胶反应的引发剂来制得溶胶，然后通过水浴恒温静置或室温静置陈化，制得含有硫酸根和硝酸根的硅钛凝胶共聚体，再采用水热蒸压法原位共生合成产物前躯体，最终在氮气气氛下烧结制得氮、硫共掺杂硅胶固载TiO₂光催化剂材料。该方法制得的光催化剂纯度高、结晶性好，氮、硫共掺杂TiO₂晶粒处于硅胶介孔骨架结构中，实现了N和S的有效共掺杂，拓宽了TiO₂光催化剂的光响应范围，达到了光催化红移和高效利用太阳光的目的。

主权项

1.一种氮、硫共掺杂硅胶固载TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将摩尔比n(Ti)：n(Si)＝1：(2～4)的钛酸丁酯和正硅酸乙酯分别在连续搅拌下加入一定量乙醇制成钛酸丁酯溶液和正硅酸乙酯溶液；再按照摩尔比n(S)：n(N)＝1:(1～2)的混合比例取硫酸和硝酸制成混合酸液；2)在50～60℃恒温水浴搅拌下将钛酸丁酯溶液加入正硅酸乙酯溶液，持续搅拌5～10min后再将按照摩尔掺杂比n(Ti)：n(S、N)＝1：(0.05～0.1)量取的混合酸液加入其中，继续搅拌得到共聚体溶胶；3)将共聚体溶胶继续在50～60℃恒温水浴下静置，或取出在室温下静置陈化，得到共聚体凝胶；再将共聚体凝胶在烘箱中干燥得到干凝胶；4)将干凝胶研磨并压片，置入装有去离子水的水热反应釜中的不锈钢丝网笼屉中，于140～160℃水热隔水蒸压反应22～24h；5)将水热蒸压反应产物干燥、研磨并压片后，在氮气气氛炉中于650℃～750℃烧结5～8h，得到氮、硫共掺杂硅胶固载TiO2光催化剂材料。