[发明专利]二氧化钛/氧化铜纳米复合材料、制备方法以及应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米复合材料，具体地，涉及一种二氧化钛/氧化铜纳米复合材料及其制备方法以及该纳米复合材料在光催化降解有机物中的应用。

背景技术

纳米二氧化钛前体是一种性能优良的半导体材料，可高效利用太阳能，既节能环保，又制备简单成本低廉，广泛应用于消毒杀菌、去污除渍、光敏电池等领域，而受到广泛研究。然而，纳米二氧化钛前体仍存在太阳能利用率低、光生电子空穴对复合率高导致催化活性低、比表面积有限对污染物吸附性差等问题。近些年来，很多学者正尝试制备金属氧化物与二氧化钛前体光催化复合材料，提高其光催化等方面性能，并取得了一些成果。

二氧化钛前体和氧化铜因具有良好的光电学特性在众多半导体氧化物，被用于光催化复合材料的制备而备受关注。现有二氧化钛/氧化铜纳米复合材料采用一步法合成法。虽然一步法合成的二氧化钛/氧化铜纳米复合材料具有良好的光催化性能，但仍具有水解速率不易控制和晶体形状难以控制的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化钛/氧化铜纳米复合材料及其制备方法和该二氧化钛/氧化铜纳米复合材料在光催化降解有机物中应用。该制备方法采用两部法合成，制得的纳米复合材料不仅具有优异的光催化性能，同时该方法能够控制纳米复合材料的晶体形状。

为了实现上述目的，本发明提供了一种二氧化钛/氧化铜纳米复合材料的制备方法，所述制备方法包括：

a、在氨基酸的存在下，制备二氧化钛前体的工序；

b、将二氧化钛前体、水溶性铜盐、水溶性碱和水混合并进行水热反应以制得二氧化钛/氧化铜纳米复合材料的工序。

同时，本发明也提供了一种二氧化钛/氧化铜纳米复合材料，所述二氧化钛/氧化铜纳米复合材料通过上述的方法制备而成。

另外，本发明还提供了上述的二氧化钛/氧化铜纳米复合材料在光催化降解有机物中的应用。

通过上述技术方案，本发明通过两步法制得二氧化钛/氧化铜纳米复合材料，即先制备二氧化钛前体，然后将二氧化钛前体、水溶性铜盐、水溶性碱和水混合并进行水热反制得二氧化钛/氧化铜纳米复合材料。与现有一步法制得的二氧化钛/氧化铜纳米复合材料相比，本发明提供的两步法制得的二氧化钛/氧化铜纳米复合材料不仅具有优异的光催化性能，同时该方法能够控制纳米复合材料的晶体形状，从而解决了二氧化钛/氧化铜纳米复合材料的晶型难以控制的难题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1在放大25千倍下的SEM图；

图2是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A2在放大15千倍下的SEM图；

图3是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A3在放大13千倍下的SEM图；

图4是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A4在放大20千倍下的SEM图；

图5是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1在放大40千倍下的SEM图；

图6是检测例1中二氧化钛前体在放大50千倍下的SEM图；

图7是检测例1中氧化铜在放大2千倍下的SEM图；

图8是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料B1在放大3.5千倍下的SEM图；

图9是检测例1中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料B2在放大40千倍下的SEM图；

图10是检测例2中二氧化钛前体、氧化铜、二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1的XRD图；

图11是检测例3中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1的XPS图；

图12是检测例3中二氧化钛前体的XPS图；

图13是检测例3中氧化铜的XPS图；

图14是检测例4中二氧化钛前体、氧化铜、二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1的FT-IR图；

图15是检测例5中二氧化钛前体、氧化铜、二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1和甘氨酸UV图；

图16是应用例中二氧化钛前体的光催化结果统计图。

图17是应用例中氧化铜的光催化结果统计图。

图18是应用例中二氧化钛/氧化铜纳米复合材料A1的光催化结果统计图。

具体实施方式