[发明专利]一种载铂钛酸钠混晶纳米线组装体

说明书

本发明公开了一种载铂钛酸钠混晶纳米线组装体，其特征在于，所述组装体是由载铂的Na_0.23TiO₂/Na₂Ti₉O₁₉双晶相纳米线组装而成，用作高效光催化剂，所述组装体是以无机硫酸钛、过氧化氢和贵金属盐为原料，通过水热反应再焙烧制备的。首先，将硫酸钛溶解于适量的去离子水中，依次将一定量的氯铂酸、氢氧化钠，乙二醇，过氧化氢加入到硫酸钛溶液中，然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中在一定温度下进行水热反应，得到前驱体产物，再将前驱体焙烧得到载铂钛酸钠混晶纳米线组装体光催化剂。本发明所述制备方法工艺简单、成本低；该方法所制备载铂钛酸钠混晶纳米线组装结构光催化剂的催化效率高，具有很好的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化剂材料领域，涉及一种载铂钛酸钠混晶纳米线组装体，具体地说，是涉及一种载铂混晶钛酸钠Na_0.23TiO₂/Na₂Ti₉O₁₉纳米线组装体光催化剂。

背景技术

碱金属钛酸盐作为功能材料，可用于压电、太阳能转化、离子交换、吸附剂、微波振荡器等的绝缘谐振器的传送带、塑料增强剂、绝缘材料、高能电池等领域。钛酸钠是一种新型的N型半导体材料，具有很高的光催化活性，单晶结构的一维钛酸钠纳米材料有利于电子的传输，表现出高的光催化性能。另外，将不同晶相的钛酸钠(如Na_0.23TiO₂和Na₂Ti_xO_2x+1)组成混晶也是提高钛酸钠纳米材料光催化活性的有效手段之一，由于混晶两相界面处形成异相结，从而产生协同效应，能够有效的阻碍光生电子-空穴对的复合，提高光生载流子的分离效率，进而提高混相组分的光催化活性。但是，钛酸盐光吸收范围窄，无法有效利用可见光。纳米贵金属由于其表面等离子体共振效应在可见光区表现出强烈的吸收，受到了广泛的关注。将贵金属负载到钛酸盐上，能够有效捕获光生电子，阻碍光生电子-空穴对的复合，从而提高光催化反应效率。

中国专利CN104058449A公开了一种空心结构钛酸钠的制备方法，以碳球为模板，采用溶胶凝胶再高温煅烧的方法制备了空心结构钛酸钠。Li等以草酸、醋酸钠和二氧化钛为原料，乙醇为溶剂，先在行星式球磨机球磨，再经马弗炉中800-1000℃高温煅烧得到钛酸钠Na₂Ti₆O₁₃(Electrochimica Acta 187(2016)46–54)。Chen等以EDTA、(NH₄)₂TiF₆和H₃BO₃为原料，经900℃高温煅烧得到Na₂Ti₆O₁₃(Ceramics International 41(2015)9018–9023)。可以看出目前制备的钛酸钠纳米结构，主要集中在单一晶相钛酸钠的制备，而且制备方法要么工艺复杂要么条件苛刻，对于负载贵金属的钛酸钠混晶的制备少见报道。

发明内容

本发明针对现有制备钛酸钠晶相单一，光响应范围窄，光生电子-空穴对的易复合，提出了一种载铂钛酸钠混晶纳米线组装体及其制备方法。该方法工艺简单，反应条件较温和，所制备出的载铂混晶钛酸钠纳米线三维组装体光催化剂光催化性能高。本发明采用以下技术方案予以实现：

一种载铂钛酸钠混晶纳米线组装体。其特征在于，所述组装体是由载铂的Na_0.23TiO₂/Na₂Ti₉O₁₉双晶相纳米线组装而成，用作高效光催化剂，所述组装体是以无机硫酸钛、过氧化氢和贵金属盐为原料，通过水热反应再焙烧制备的，制备方法包括下述步骤：

(1)称取0.2-0.5g硫酸钛溶于水，加入0.2mg/ml氯铂酸3-20ml，混合搅拌均匀；