[发明专利]一种负载贵金属二氧化钛光催化剂及制法和应用

权利要求书

1.一种负载贵金属二氧化钛光催化剂，其特征在于催化剂组成是以纳米二氧化钛为主催化剂，贵金属为助催化剂，助催化剂负载在纳米二氧化钛主催化剂上，其负载量为0.1-5wt％。

2.如权利要求1所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂，其特征在于所述的纳米二氧化钛为各种晶型和形貌的纳米结构。

3.如权利要求2所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂，其特征在于所述的纳米二氧化钛晶型为锐钛矿型、金红石型或锐钛矿和金红石组成的混晶型。

4.如权利要求2所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂，其特征在于所述的纳米二氧化钛的形貌为纳米颗粒、纳米管或纳米线。

5.如权利要求1所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂，其特征在于所述的贵金属为金、银、钌、铑、钯、锇、铱或铂。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)主催化剂纳米二氧化钛的制取：

A：商用德固赛P25纳米二氧化钛纳米颗粒经过600-900℃焙烧3-100小时处理，可以得到不同锐钛矿和金红石比例混晶型的纳米颗粒或纯金红石纳米颗粒；

B：将钛酸四丁酯溶解到无水乙醇中，加入乙酰丙酮作为稳定剂，磁力搅拌12-24h后老化3-8天，在60-80℃下干燥7-15天，得到干溶胶，将干溶胶研磨后通过500-900℃焙烧1-60小时处理，可以得到纯锐钛矿型，纯金红石型或不同锐钛矿和金红石比例混合晶型的纳米颗粒，其中钛酸四丁酯∶无水乙醇∶乙酰丙酮＝50-100mL∶126-250mL∶3-6g；

C：通过水热的方法制备出钛酸钠的纳米管、纳米棒或纳米线，将制备出钛酸钠的纳米管、纳米棒或纳米线经过水洗和酸洗，在400-900℃之间进行3-100小时处理的焙烧处理，制得纯锐钛矿型，纯金红石型或不同锐钛矿和金红石混合晶型比例的纳米管、纳米棒或纳米线；

(2)催化剂的制备：在紫外光或可见光照射下，按负载量为0.1-5wt％，通过原位光催化将贵金属源还原负载到二氧化钛纳米结构的表面，得到催化剂。

7.如权利要求6所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于所述的贵金属源为氯铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌、氯化铑或硝酸银。

8.如权利要求1-5任一项所述的一种负载贵金属二氧化钛光催化剂的应用，其特征在于包括如下步骤：

(1)A：按100-500mL反应液：1gTiO₂，将主催化剂纳米二氧化钛加入乙醇-水反应液中，其中乙醇-水反应液中乙醇体积含量在20-99.9％，同时按负载量为0.1-5wt％加入贵金属源溶液；

B：按100-500mL反应液：1g TiO₂，将催化剂加入乙醇-水反应液中，其中乙醇-水反应液中乙醇体积含量在20-99.9％；

(2)在磁力或机械搅拌下抽真空或通入氮气，以除去体系中的空气后，开启功率在10-2000W紫外灯或可见光源，开始光催化乙醇氧化合成2，3-丁二醇的反应，同时富产氢气，反应时间在10-360h之间。