[发明专利]一种多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料

权利要求书

1.一种多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料，其特征在于，以改性沸石为载体，以摩尔分数计，氮的掺杂量为0.5-1%，镧的掺杂量为1-1.5%，钾的掺杂量为0.5-1%，锌的掺杂量为0.5-1%，铋的掺杂量为0.5-1%，铜的掺杂量为1.5-2%，改性沸石载体占催化剂的质量含量为40-60%；

所述改性沸石的制备过程包括：将天然沸石加入浓硝酸溶液中搅拌30-60min，过滤，干燥；将上述处理的沸石粉加入双氧水中搅拌30-60min，过滤，干燥；然后将经上述处理的沸石采用三段式梯度煅烧，具体煅烧操作为：（a）在450℃下进行煅烧30-60min；（b）以8-12℃/min的升温速率升温到750℃，并在该温度下保温煅烧30-60min； （c）以5-8℃/min的升温速率升温到1200℃，并在该温度下保温煅烧30-60min，煅烧结束后，自然冷却至室温，即得；

所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法，包括将氮掺杂前驱体、镧掺杂前驱体、钾掺杂前驱体、锌掺杂前驱体、铋的前驱体和铜掺杂前驱体的无水乙醇溶液加入反应器中，用硝酸调整pH为1-3，搅匀；然后搅拌下滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，室温搅拌12-15小时进行水解，得到掺杂的二氧化钛溶胶；将改性沸石载体浸于掺杂的二氧化钛溶胶中50-60min，然后在120℃烘干10-12小时得到干凝胶；将所得干凝胶在炉内焙烧，以5-8℃/min的升温速率从室温升至300℃，保持20-50min；然后以8-12℃/min的升温速率升温至600℃，保持2-3h；再以8-12℃/min的升温速率升温至850℃，保持2-3h；冷却至室温，得到氮、镧、铜、锌、铜共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂。

2.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料，以改性沸石为载体，以摩尔分数计，氮的掺杂量为0.5%，镧的掺杂量为1%，钾的掺杂量为0.5%，锌的掺杂量为0.5%，铋的掺杂量为0.5%，铜的掺杂量为1.5%，改性沸石载体占催化剂的质量含量为40%。

3.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料，以改性沸石为载体，以摩尔分数计，氮的掺杂量为1%，镧的掺杂量为1.5%，钾的掺杂量为1%，锌的掺杂量为1%，铋的掺杂量为1%，铜的掺杂量为2%，改性沸石载体占催化剂的质量含量为60%。

4.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料，以改性沸石为载体，以摩尔分数计，氮的掺杂量为0.6%，镧的掺杂量为1.2%，钾的掺杂量为0.8%，锌的掺杂量为0.9%，铋的掺杂量为0.7%，铜的掺杂量为1.6%，改性沸石载体占催化剂的质量含量为50%。

5.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法，包括将氮掺杂前驱体、镧掺杂前驱体、钾掺杂前驱体、锌掺杂前驱体、铋的前驱体和铜掺杂前驱体的无水乙醇溶液加入反应器中，用硝酸调整pH为1-3，搅匀；然后搅拌下滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，室温搅拌12-15小时进行水解，得到掺杂的二氧化钛溶胶；将改性沸石载体浸于掺杂的二氧化钛溶胶中50-60min，然后在120℃烘干10-12小时得到干凝胶；将所得干凝胶在炉内焙烧，以5-8℃/min的升温速率从室温升至300℃，保持20-50min；然后以8-12℃/min的升温速率升温至600℃，保持2-3h；再以8-12℃/min的升温速率升温至850℃，保持2-3h；冷却至室温，得到氮、镧、铜、锌、铜共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂。

6.如权利要求5所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂前驱体是尿素，所述镧掺杂前驱体是硝酸镧，所述钾掺杂前驱体是硝酸钾，所述锌掺杂前驱体是硝酸锌，所述铋的前驱体为硝酸铋，所述铜掺杂前驱体是硝酸铜。

7.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用，其特征在于，应用于光催化去污领域。

8.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用，其特征在于，应用于有机染料降解。

9.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用，其特征在于，应用于有机染料氯酚、亚甲基蓝的降解。