[发明专利]炻器载体上钕/氮共掺杂TiO2可见光响应催化膜及制备

权利要求书

1.炻器载体上钕/氮共掺杂TiO₂可见光响应催化膜，其特征是稀土钕离子（Nd³⁺）和非金属N共掺杂制备纳米TiO₂光催化薄膜,并负载在炻器载体上。

2.根据权利要求1所述的炻器载体上钕/氮共掺杂TiO₂可见光响应催化膜，其特征是掺杂体系组分的质比为Nd∶N∶TiO₂ = 0.02～0.15∶0.50～1.23∶98.08～99.64。

3.炻器载体上钕/氮共掺杂TiO₂可见光响应催化膜的制备方法，其特征是采用溶胶-凝胶法将稀土钕离子（Nd³⁺）和非金属N共掺杂制备纳米TiO₂光催化薄膜,其掺杂体系组分的质量比为Nd∶N∶TiO₂ = 0.02～0.15∶0.50～1.23∶98.08～99.64；将制得的溶胶通过浸渍-提拉法负载于炻器载体上，再经过热处理形成光催化薄膜。

4.根据权利要求3所述的炻器载体上钕/氮共掺杂TiO₂可见光响应催化膜的制备方法，其特征是溶胶-凝胶方法制备Nd³⁺、N掺杂TiO₂前躯体溶胶：① 将钛酸四丁酯[Ti(OC₄H₉)₄]缓慢滴加入pH为1～3的无水乙醇[C₂H₅OH]和冰乙酸[CH₃COOH]的混合溶液中，室温下搅拌0.5～2h得到溶液A；其中钛酸四丁酯∶无水乙醇∶冰乙酸 = 12.42～22.38∶53.07～64.75∶0.74～6.93，该比例指A、B液中物质的质量比；② 将尿素[CO(NH₂)₂]、六水合硝酸钕[Nd(NO₃)₃·6H₂O]溶于无水乙醇和去离子水中，混合搅拌得到溶液B；其中尿素∶六水合硝酸钕∶无水乙醇∶去离子水 = 0.27～0.73∶0.02～0.54∶15.43～25.52∶0.74～3.02 ，该比例为A、B液中物质的质量比；③ 将A液缓慢滴加至置于冰水浴的B液中，不断搅拌得到淡黄色掺杂TiO₂溶胶，继续搅拌0.5～1h；

溶胶在炻器载体上的负载：将载体炻器片或炻器管清洗，干燥后浸渍于上述制备的黄色溶胶中，采用浸渍-提拉法在炻器片上制得湿膜, 然后在60～100℃下干燥20min, 冷却至室温后可再次甚至多次进行浸渍-提拉，制得所需要厚度的薄膜；最后将负载后的炻器片置于程序控温炉以2～4℃/min热处理至550±15℃，保温1～2h，制得透明、平滑、均匀的钕/氮共掺杂TiO₂光催化薄膜。

5.根据权利要求4所述的炻器载体上钕/氮共掺杂TiO₂可见光响应催化膜的制备方法，其特征是将载体炻器片或炻器管用稀酸或稀碱、乙醇和蒸馏水超声清洗后再负载。