[发明专利]一种嵌入异质结一维掺杂TiO2光催化剂及其制备和应用

权利要求书

1、一种嵌入异质结一维掺杂TiO₂光催化剂，其特征在于：该催化剂具有一维结构，经过非金属掺杂改性，含有TiO₂/SnO₂异质结结构，或含有TiO₂/ZnO异质结结构，或同时含有TiO₂/SnO₂异质结结构与TiO₂/ZnO异质结结构。

2、如权利要求1所述一种嵌入异质结一维掺杂TiO₂光催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：

(1)选定合适的晶体生长催化剂、非金属掺杂源、TiO₂前驱体、异质结对应半导体及其前驱体；

(2)控制TiO₂前驱体至合适的温度，使各前驱体蒸发产生气相前驱体，并通过载气带入反应系统；

(3)将负载晶体生长催化剂的基材置于管式炉中部恒温区，通入惰性气体，流量为50～1000ml/min，升温使晶体生长催化剂液化为小液滴，一般为300～600℃，保温0.5h；

(4)开启阀门，由惰性气体带入气化的TiO₂前驱体，同时通入非金属掺杂源，在一定的沉积温度下生长TiO₂纳米线，一般为300～600℃，生长时间为0.5～5.0h；

(5)通过阀门控制气源，停止通入气化的TiO₂前驱体、非金属掺杂源，转而通入气化的异质结对应半导体前驱体，在步骤(4)所得的材料上生长异质结对应半导体纳米线，生长温度一般为300～600℃，生长时间为0.2～1.0h；

(6)通过阀门控制气源，停止通入气化的异质结对应半导体前驱体，转而通入气化的TiO₂前驱体、非金属掺杂源，在步骤(5)所得的材料上生长TiO₂纳米线，生长温度一般为300～600℃，生长时间为0.5～5.0h；

(7)停止除惰性气体外的气源通入；或者继续顺次切换气源，直至得到所需材料，但应保证最后通入气源为TiO₂前驱体、非金属掺杂源；

(8)停止除惰性气体外的气源通入，停止加热，待炉管冷却至60℃以下后将所得材料取出。

3、如权利要求2所述一种嵌入异质结一维掺杂TiO₂光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述晶体生长催化剂为金、钴或铁其一；所述非金属掺杂源为氨气或一氧化二氮气其一；所述TiO₂前驱体为四异丙醇钛、钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、或钛酸丙酯其一；所述异质结对应半导体前驱体为氯化锡或者二乙基锌其一。

4、如权利要求1所述一种嵌入异质结一维掺杂TiO₂光催化剂在降解空气中低浓度甲醛、苯系物的应用。