[发明专利]一种具有光热耦合作用的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光热耦合作用的催化剂，其特征在于：所述的催化剂是以TiO₂为主体，Pt、LaVO₄为重要组成的催化剂。

2.根据权利要求1所述的具有光热耦合作用的催化剂，其特征在于：LaVO₄与TiO₂形成具有异质结纳米结构，Pt在催化剂表面高度分散。

3.一种如权利要求1所述的具有光热耦合作用的催化剂的制备方法，其特征在于：所述的制备过程包括以下步骤：

（1）将钛的醇盐与纯水混合，在酸性条件下剧烈搅拌致醇盐完全水解，通过渗析法调节其pH值，得到稳定且均匀透明的二氧化钛溶胶；

（2）将氢氧化钠和钒酸氨混合，并用去离子水搅拌溶解，在搅拌过程中，滴加硝酸镧溶液，将所获得的母液移入高压反应釜中加热恒温，所得沉淀经洗涤、干燥，制得钒酸镧纳米粉体；

（3）将步骤（2）制备的钒酸镧纳米粉体，加入到步骤(1)制备的二氧化钛溶胶中，充分搅拌并干燥后得钒酸镧/二氧化钛干凝胶，将干凝胶高温热处理制得钒酸镧/二氧化钛纳米复合材料；

（4）将步骤(3)制得的钒酸镧/二氧化钛纳米复合材料浸渍在氯铂酸溶液中，并经干燥、高温热处理后，用硼氢化钠溶液还原、洗涤、干燥，制得Pt/LaVO₄/TiO₂催化剂。

4.根据权利要求3所述的所述的具有光热耦合作用的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中钛的醇盐为钛酸异丙醇或钛酸四丁酯；使用硝酸调节pH值为 2~4，钛的醇盐与去离子水的摩尔比1~ 30：100。

5.根据权利要求3所述的所述的具有光热耦合作用的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中NaOH：NH₄VO₃：La(NO₃)₃的摩尔比为0.5~2.5:0.5~2.5:0.5~2.5；具体操作过程为：在NaOH和NH₄VO₃混合溶液中，缓慢滴加La(NO₃)₃溶液，滴加结束后继续搅拌30~120分钟，将所获得的母液移入高压反应釜中，在80~300℃下恒温20~100小时，所得沉淀经洗涤、干燥，制得LaVO₄纳米粉体。

6.根据权利要求3所述的所述的具有光热耦合作用的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）的具体过程为，按步骤（1）所制二氧化钛溶胶中固溶物含量的0.1~15 wt%的比例称取步骤（2）制备的LaVO₄纳米粉体，添加到步骤（1）制备的二氧化钛溶胶中，充分搅拌至溶胶澄清透明，经40~120℃干燥后得LaVO₄/TiO₂干凝胶，将干凝胶于120~700℃高温热处理制得LaVO₄/TiO₂纳米复合材料。

7.根据权利要求3所述的所述的具有光热耦合作用的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，浸渍氯铂酸溶液的LaVO₄/TiO₂纳米复合材料，需经40~120℃干燥、120~600℃高温热处理后，用0.01~0.5mol/L的硼氢化钠溶液还原、去离子水洗涤、40~220℃干燥，制得Pt/LaVO₄/TiO₂催化剂。