[发明专利]铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂制备及降解甲醛的方法

摘要

本发明公开了铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂降解甲醛的方法，制备方法包括（1）铁掺杂碳量子点的制备；（2）铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂的制备。利用可见光对制备出的铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂进行甲醛光催化性能的降解。本发明利用界面电荷转移效应构建铁掺杂碳量子点，铁掺杂有利于提升铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂的光催化活性，是由于铁的掺杂降低了碳量子点的功函，导致铁掺杂碳量子点和二氧化钛之间形成很大的势垒，使铁掺杂碳量子点/二氧化钛的光催化性能提升。铁掺杂碳量子点的引入，显著提高了二氧化钛在可见光下的催化性能，可见光照射180 min 后，甲醛（浓度在3 ‑30 mg/L）的降解率由二氧化钛为催化剂时的40%上升到85%以上。

主权项

1.铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂制备及降解甲醛的方法，其特征在于，铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂制备方法包括以下步骤：（1）铁掺杂碳量子点的制备：称取10‑15g柠檬酸，1‑3g硫酸亚铁铵溶于50‑100mL纯水中，再加入5‑10mL乙二胺，超声10‑20min使其充分混匀，转移至聚四氟乙烯内衬反应釜于200℃加热5‑7h，自然冷却后以8000r/min高速离心15‑25min除去大颗粒杂质，过0.22μm滤膜后得到蓝色荧光的铁掺杂碳量子点，60℃真空干燥箱中干燥备用； （2）二氧化钛的准备：称取2‑4g二氧化钛粉末，0.2‑0.5g CTAB分散于50mL纯水中，机械搅拌4‑6h后置于60℃真空干燥箱中干燥，并将干燥后的粉末于400℃煅烧4‑6h以消除二氧化钛表面的负电荷聚集效应，得煅烧后二氧化钛；（3）二氧化钛/碳量子点复合光催化剂的制备：称取上述煅烧过的二氧化钛粉末1‑2g，分散于20‑30mL浓度为2.5mg/mL的铁掺杂碳量子点溶液中，室温下搅拌24h，5000r/min离心10‑15min除去上清液，用纯水洗涤3‑5次，于60℃真空干燥后，得到铁掺杂碳量子点/二氧化钛复合光催化剂。