[发明专利]高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO2溶胶

说明书

本发明公开了一种具有高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶及其制备方法与应用，其是以贵金属与纳米TiO₂，或其它半导体‑贵金属与纳米TiO₂之间通过化学连接形成的异质结结构体为纳米微粒组成单元构成，可利用贵金属与纳米TiO₂或其他半导体‑贵金属与纳米TiO₂之间协同产生的肖特基结与局域表面等离子体共振效应获得优异的可见光光催化效果，解决了常规TiO₂光催化剂可见光利用率低的问题。

技术领域

本发明属于光催化材料制备领域，具体涉及一种具有高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会发展和人们生活水平的提高，环境污染日益影响到人们的健康，而半导体TiO₂光催化材料对环境中各种污染物的明显去除效果已引起世界的广泛关注。在大于其带隙能光照条件下，TiO₂光催化剂能完全降解环境中的有害有机物，还可氧化去除大气中的氮氧化物和硫化物等有毒气体。另外，TiO₂光催化材料还具有杀菌、除臭、表面自清洁等功能，可进一步净化、改善我们的生活环境。然而，TiO₂可见光利用率低的缺点限制了其应用范围。为促进TiO₂光催化材料的实用化，必须提高其光催化性能，扩宽其光响应范围。已报道的解决方法包括：表面光敏化、离子掺杂、贵金属沉积、复合半导体等，但受各种因素限制，以上方法各自有其不足之处，使现有市场上还未出现相应实用性产品。

本发明制备的纳米TiO₂是一种具有高效可见光响应型的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶，该溶胶的纳米微粒组成单元是以贵金属-纳米TiO₂、其它半导体-贵金属-纳米TiO₂之间通过化学连接形成的异质结结构体，其利用贵金属与TiO₂半导体或半导体-贵金属与纳米TiO₂之间协同产生的肖特基结与局域表面等离子体共振效应获得优异的可见光光催化效果，解决了常规TiO₂光催化剂可见光利用率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶及其制备方法与应用，其合成工艺简单，制备的纳米溶胶中二氧化钛粒子为非晶态，分散性良好，具有高效的可见光光催化活性及良好的贮存稳定性，并具有良好抗菌、防霉作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶，其是以贵金属与纳米TiO₂，或其它半导体-贵金属与纳米TiO₂之间通过化学连接形成的异质结结构体为纳米微粒组成单元构成的；

所述纳米TiO₂为非晶态纳米TiO₂；

所述贵金属包括金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱或其氧化物中的任意一种；

所述其它半导体包括SiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃、WO₃、Sr(TiO₃)中的任意一种或几种。

所述溶胶中贵金属或其它半导体-贵金属所占质量为0.01~2‰；纳米TiO₂所占质量为0.5~3%。

所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶的方法包括以下步骤：