[发明专利]贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂，其特征在于，一个二氧化钛的微球中仅仅含有一个金胶体粒子。

2.根据权利要求1所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂，其特征在于，金胶体粒子平均粒径为2—8nm，二氧化钛微球的粒径为140—160nm，二氧化钛微球的球壳内径为80—120nm。

3.根据权利要求1或者2所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂，其特征在于，二氧化钛为锐钛矿晶相，比表面积可达200—250m²/g。

4.贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳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，称取等体积的柠檬酸钠水溶液和四氯金酸水溶液进行混合均匀，并加热至90—95℃，向混合均匀溶液中加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵并分散均匀，以形成金胶体溶液，其中十六烷基三甲基溴化铵和柠檬酸钠水溶液的质量体积比为1：1；

步骤2，将步骤1制备的金胶体溶液和无水乙醇进行混合均匀后加入到由等体积的原硅酸四乙酯(TEOS)和氨水组成的混合溶液中并分散均匀，进行离心分离；步骤1制备的金胶体溶液和无水乙醇的体积比为(1—3)：6；原硅酸四乙酯的体积与金胶体溶液的体积比为(1—1.2)：5；

步骤3，将经步骤2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(HPC)并分散均匀后，使用氨水调节体系pH值为7—9，羟丙基纤维素和经步骤2离心分离后得到固体的质量比为(1—2)：1；

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，以得到单核金—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制备的单核金—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70—80摄氏度并加入强碱的水溶液，以使强碱溶解二氧化硅层，形成单核金修饰的二氧化钛核壳结构光催化剂；

步骤6，将步骤5得到的单核金修饰的二氧化钛核壳结构光催化剂自室温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，即得到本发明的光催化剂。

5.根据权利要求4所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳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混合均匀，时间为30—60min，优选35—45min；选择搅拌或者超声实现分散均匀，时间为2—4小时；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。

6.根据权利要求4所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，在氨水中，氨的质量百分数为15—20wt％；选择搅拌或者超声实现混合均匀，时间为30—60min，优选35—45min；选择搅拌或者超声实现分散均匀，时间为2—4小时；在所述步骤3中，选择搅拌或者超声实现分散均匀，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。

7.根据权利要求4所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳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30—60min；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所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂的制备方法，其特征在于，采用搅拌或者超声实现分散均匀，时间为30—60min；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；单核金—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所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳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所述的贵金属金修饰的金-二氧化钛核壳结构光催化剂在可见光降解有机污染物中的应用。