[发明专利]一种暴露面的TiO2三元复合光催化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机材料技术领域，更具体涉及一种Ag/MoS₂/暴露 (001)面的TiO₂三元复合光催化材料的制备方法。

背景技术

锐钛矿TiO₂(001)活性晶面因其较高的反应活性和较强的电子运输能力而被广泛用做光催化材料，然而受制于TiO₂材料本身的限制，其在可见光区间响应性不高，光生载流子的分离需进一步改善(J.Am. Chem.Soc.2014,136,8839-8842)。对锐钛矿TiO₂(001)活性晶面进行复合改性，是提升其光生载流子分离效率的主要手段。目前，锐钛矿 TiO2(001)活性晶面进行复合改性形成的材料体系主要为二元复合材料体系(包含无机材料/无机材料、贵金属/无机材料)，其中，二硫化钼(MoS₂)是一种具有类石墨烯片层状结构的新型无机材料，具有禁带宽度低(1.7eV)、高比表面积、多电子传输通道和可见光响应等优良特性，从而被广泛应用于环保、能源等相关领域(Angew.Chem.Int.Ed. 2016,55,2-25)，其与TiO₂复合能有效增加TiO₂材料的比表面面积，提供较多的活性位点，有利于光生载流子的分离，从而改善TiO₂材料光催化活性。

Ag是导电性能良好的金属，其与TiO₂复合有利于光生载流子的分离和传输，纳米级别的Ag所产生的等离子共振效应更是能显著增强材料在可见光下的吸收。针对MoS2/暴露(001)面的TiO₂二元复合光催化材料在可见光区间吸收强度不高的问题，通过二步水热法和光致还原法将纳米Ag负载在MoS₂/暴露(001)面的TiO₂二元复合光催化材料表面将极大改善MoS₂/暴露(001)面的TiO₂二元复合光催化材料的在可见光区间的吸收，新的Ag/MoS₂/暴露(001)面的TiO₂三元复合光催化材料将在环境治理、医疗等领域有广阔的应用前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是如何改善TiO₂材料的光催化活性，而提供一种Ag/MoS₂/暴露(001)面的TiO₂三元复合光催化材料的制备方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种Ag/MoS₂/暴露(001)面的TiO₂三元复合光催化材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：利用水热法制备MoS₂/(001)面TiO₂片状二元材料；

步骤二：利用光致还原法将Ag纳米颗粒负载在MoS2/(001)面TiO₂片状二元材料上，构建Ag/MoS₂/暴露(001)面的TiO₂三元复合光催化材料。

优选地，在步骤一中，所述的水热法的步骤为(所用原料均市购得到)：将20-25mL钛酸四丁酯Ti(OC₄H₉)₄和3-5mL氢氟酸HF加入到 100mL的反应釜中，在室温搅拌均匀后，在180-260℃下水热反应12-24 小时。自然冷却至室温，将所得的白色沉淀分别用乙醇、蒸馏水和1M NaOH水溶液洗涤3-5次，在干燥箱于80-90℃干燥12-16小时制得具有(001)晶面的TiO₂纳米片；将具有(001)晶面的TiO₂纳米片超声分散在溶有0.003-0.005mol/L钼酸钠(Na₂MoO₄.2H₂O)和 0.007-0.009mol/L硫代乙酰胺(C₂H₅NS)的水溶液中，在180～260℃反应温度下水热反应12～24小时，制备MoS₂含量为1wt％～9wt％的 MoS₂/TiO₂二维复合材料。