[发明专利]一种用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法

权利要求书

1.用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、制备原子级厚TiO₂纳米片：

(a)将TiCl₃与乙二醇加入到反应釜中，机械搅拌，在100～200℃下完全反应，所述的TiCl₃与乙二醇的质量比为1:10～40，所述的乙二醇的质量百分比浓度为60％；

(b)将反应后液体离心过滤，然后将分离出来的沉淀物在70～110℃的烘箱中干燥去除水分，得到干燥固体；

(c)研磨所述的干燥固体，然后过筛网，得到40-60目的TiO₂纳米粉末；

步骤二、采用光化学方法负载单原子Au：

(a)将TiO₂纳米粉末分散在去离子水中，超声分散处理，得到TiO₂均匀分散液；

(b)在不断搅拌分散液的同时在分散液中加入HAuCl₄溶液，搅拌10～30min得到混合溶液；所述的HAuCl₄溶液的浓度为0.1～1mol/L，Au的负载量为0.05％～5％；

(c)将混合溶液置于紫外光源下辐照，生成沉淀物；

(d)将所述的沉淀物浸泡在有机溶剂中得到不溶固体，沉淀物与有机溶剂质量比为1：10；

(e)取出不溶固体，用去离子水洗涤直至洗涤液呈中性，然后在80～120℃烘箱中干燥6～10h，经研磨得到纳米TiO₂负载的单原子Au催化剂。

2.根据权利要求1所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：在所述的步骤一中，TiCl₃与乙二醇的质量比为1:20～30。

3.根据权利要求2所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：所述的TiCl₃与乙二醇的质量比为1:25。

4.根据权利要求1-3之一所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：步骤二中，Au负载量为0.1％～2％。

5.根据权利要求4所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：Au负载量为0.5％。

6.根据权利要求1-3之一所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：所使用的有机溶剂为乙醇、异丙醇、辛烷、戊烷、乙醚以及苯中的一种。

7.根据权利要求1-3之一所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：在所述的步骤一中，反应温度为150℃，反应时间为3～6h，搅拌速率为200～400r/min。

8.根据权利要求1-3之一所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：在所述的步骤二中，超声分散时间为0.5～2h。

9.根据权利要求1-3之一所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述的紫外光源采用低密度Xe紫外灯，功率为10～50W，紫外灯的主波长范围为250～380nm，紫外灯与混合溶液的液面距离为5～20cm，辐照强度为0.05～2.0mW/cm²，辐照时间为2h。

10.根据权利要求9所述的用于催化降解VOCs的单原子Au的光化学制备方法，其特征在于：紫外光源功率为30W，紫外灯与混合溶液的液面距离为10cm，辐照强度为1mW/cm²。