[发明专利]高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法

权利要求书

1、一种高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法。该催化剂以钛酸酯或钛酸盐为前驱体，以非金属化合物为掺杂剂，用溶胶凝胶法制备高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂。

2、根据权利要求1所述的高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法如下：

A).高活性非金属离子共掺杂二氧化钛(TiO_2-x-yA_xM_y)光催化剂的制备

①在常温下，将一定量的含非金属元素A的化合物加入稀释剂，充分搅拌15分钟使其完全溶解；②加入酸化剂；③将钛酸酯或钛酸盐加入稀释剂，均匀搅拌15分钟；④加入一定量的含非金属元素M的化合物，在室温下充分均匀剧烈搅拌6-12小时，静置陈化1-5天，得到纳米TiO₂凝胶或沉淀物；⑤将该凝胶或沉淀物经70℃-120℃烘干，研磨成粉末，在空气气氛中400℃-500℃煅烧2.0-4.0小时，即制得高活性非金属离子共掺杂二氧化钛(TiO_2-x-yA_xM_y)光催化剂。

B).为进行活性对比，在实施过程中分别制备了纯二氧化钛(TiO₂-pure)、单掺氮的二氧化钛(TiO₂-N)和单掺硼的二氧化钛(TiO₂-B)三个对比样品：

(1)TiO₂-pure催化剂的制备

制备步骤与TiO_2-x-yA_xM_y相似，只是未加入任何非金属化合物，且在第②步中，向体系加入酸化剂后再滴加定量的高纯水(18.2MΩ·cm^-1)。

(2)TiO₂-N催化剂的制备

制备步骤与TiO_2-x-yA_xM_y相似，只是在第①步不加入非金属化合物，而在第③步中加入一定量的含氮化合物。

(3)TiO₂-B催化剂的制备

制备步骤与TiO_2-x-yA_xM_y相似，只是在第①步加入一定量的含硼化合物，而在第③步中不加入非金属化合物。

C).制备过程中，各种反应物的加入量为：

非金属化合物与钛酸酯或钛酸盐的摩尔比为1∶20—10∶1；

稀释剂与钛酸酯或钛酸盐的体积比为2∶1—10∶1；

酸化剂与钛酸酯的体积比为1∶30—1∶4。

3、根据权利要求1或2所述的高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于所述钛酸酯或钛酸盐选自下列一种或是几种混合加入：钛酸四丁酯、钛酸丙酯、钛酸异丙酯、钛酸乙酯、钛酸四乙酯、异丙醇钛、硫酸钛、三氯化钛、四氯化钛、硝酸钛或偏钛酸中的任何一种或几种混合；优选钛酸四丁酯。

4、根据权利要求1或2所述的高活性非金属离子共掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于所述非金属元素可以为：硼、碳、氮、氟、硅、磷、硫、氯、溴、碘等。