[发明专利]贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂，其特征在于，贵金属金镶嵌在中空二氧化钛微球内表面，一个二氧化钛的微球中含有不止一个贵金属金的金胶体粒子。

2.根据权利要求1所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂，其特征在于，金胶体粒子平均粒径为2—8nm，二氧化钛的微球粒径为140—160nm，二氧化钛微球球壳内径为80—120nm。

3.根据权利要求1或者2所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂，其特征在于，二氧化钛为锐钛矿晶相，贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的比表面积可达200—220m²/g。

4.贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，称取等体积的原硅酸四乙酯和氨水均匀分散在由去离子水和无水乙醇组成的混合溶剂中，离心分离后得到的固体均匀分散在乙醇的水溶液中，并向其中加入表面活性剂羟丙基纤维素并分散均匀，得到表面活性剂与二氧化硅的混合体系；羟丙基纤维素的质量和原硅酸四乙酯的体积之比为6：(0.6—0.8)；

步骤2，称取等体积的柠檬酸钠水溶液和四氯金酸水溶液进行加热至90—95℃并混合均匀；

步骤3，将步骤1得到的混合体系和步骤2得到的混合溶液进行分散均匀后，使用氨水调节pH值为7-9；

步骤4，向步骤3得到的体系中滴加钛酸四丁酯并在滴加过程中使钛酸四丁酯在体系中分散均匀，滴加完毕后在80—90摄氏度下进行循环回流操作，以得到金—二氧化硅—二氧化钛的核壳形的光催化剂；钛酸四丁酯和羟丙基纤维素的质量比为(1—5)：1；

步骤5，将步骤4制备的金—二氧化硅—二氧化钛的核壳形的光催化剂均匀分散在去离子水中，升温至80—90摄氏度并加入强碱的水溶液，以使强碱溶解二氧化硅层，形成金颗粒镶嵌于二氧化钛中空球内部的光催化剂；

步骤6，将步骤5得到的金颗粒镶嵌于二氧化钛中空球内部的光催化剂自室温20—25摄氏度，以2—5℃/min的升温速度升温至600—700摄氏度并保温至少4h，自然冷却至室温，即使本发明的光催化剂形成锐钛矿晶相。

5.根据权利要求4所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，选择搅拌或者超声实现均匀分散，时间至少2小时，优选为4—6小时；选择搅拌或者超声实现表面活性剂羟丙基纤维素的分散均匀，时间为30—60min；在氨水中，氨的质量百分数为15—20wt％；在乙醇的水溶液中，乙醇和水的体积比为(1—3)：1；去离子水和无水乙醇的体积比为(1—3)：6。

6.根据权利要求4所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，选择搅拌或者超声实现混合均匀，时间为30—60min，优选35—45min；在所述步骤2中，柠檬酸钠水溶液中柠檬酸钠的质量百分数为1wt％，四氯金酸水溶液中四氯金酸的浓度为10^-4mol/L；在所述步骤3中，选择搅拌或者超声实现混合均匀，时间为30—60min，优选35—45min；在所述步骤3中，在氨水中，氨的质量百分数为15—20wt％。

7.根据权利要求4所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，选择搅拌或者超声实现分散均匀，时间为10—30min；进行循环回流的时间至少为60min，优选90—120min；进行滴加时，采用匀速滴加，在30—60min内递交完毕。

8.根据权利要求4所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤5中，采用搅拌或者超声实现分散均匀，时间为10—30min；所述强碱为氢氧化钠或者氢氧化钾，氢氧化钠的浓度为5—10mol/L，氢氧化钾的浓度为5—10mol/L；金—二氧化硅—二氧化钛的核壳形的光催化剂和强碱的反应时间至少为2h，优选4—6h。

9.根据权利要求4所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤6中，优选650—700摄氏度下进行保温6—8h。

10.如权利要求1或者2所述的贵金属金镶嵌于二氧化钛内部的中空结构光催化剂在可见光降解有机污染物中的应用。