[发明专利]银装饰的二氧化钛海泡石复合材料及其制备方法

说明书

本发明是关于一种银装饰的二氧化钛海泡石复合材料及其制备方法，其制备方法包括：将钛酸四丁酯和醋酸溶液混合搅拌，得到第一溶液；将硝酸银溶液与所述的第一溶液混合，加入还原剂，搅拌，得到第二溶液；将海泡石溶液与所述的第二溶液混合，得到第三溶液；将第三溶液进行溶剂热反应，清洗烘干研磨，得到银装饰的二氧化钛海泡石复合材料。本发明的制备方法简单，得到的银装饰的二氧化钛海泡石复合材料在紫外‑可见光和可见光照射下对降解甲基橙(MO)都展现出增强的光催化活性。

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备领域，特别是涉及一种银装饰的二氧化钛海泡石复合材料及其制备方法。

背景技术

光催化技术具有氧化能力强，成本低，操作温度适中，环境友好等特点，在水和空气中有机污染物的治理具有广阔的应用前景。为了开发高效的光催化系统，近年来已经积极研究高质量的半导体材料。特别是，TiO₂作为一种半导体光催化材料，由于其高光敏性、优异的化学稳定性、低成本和无毒性等优点而被广泛研究。然而，TiO₂的一些缺点限制了它的应用，如高带隙能量、低量子效率和高的电子-空穴对复合率。此外，悬浮在处理水中的TiO₂粉末的收集很困难，将导致二次污染。

天然粘土作为TiO₂的载体由于其独特形态和结构、成本低廉、材料可用性和环境友好性等优点而逐渐受到关注。海泡石是一种典型的纤维状天然粘土矿物，其结构是沿着纤维方向(c轴)由交替的硅酸盐块和内部隧道组成的。由于独特的隧道结构，海泡石纤维具有巨大的比表面积，强的吸附能力，以及丰富的表面羟基等。TiO₂/海泡石复合材料在光催化性能和吸附性能的结合下大大提高了对污染物的去除。但TiO₂/海泡石复合材料对太阳光的利用率很低，它仅能吸收太阳光中波长小于387.5nm的紫外部分，因此其在可见光下光催化活性较低。

大量的研究表明,贵金属装饰改性TiO₂光催化剂,特别是具有表面等离子体效应的贵金属(例如银)改性是提高其光催化性能的有效方式之一。通过贵金属改性,一方面由于引入金属的费米能级低于TiO₂导带能级,促进光生电子的分离和转移,抑制载流子复合,一定程度上提高TiO₂的光催化活性。另一方面由于贵金属的表面等离子体共振效应将TiO₂的光响应拓展到可见光区,受激电子从贵金属注入到TiO₂导带,增强可见光区TiO₂的光催化性能。迄今为止，虽然有关TiO₂/海泡石或银/TiO₂的研究很多，但是关于合成银装饰的二氧化钛海泡石复合材料还未见报道。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的银装饰的二氧化钛海泡石复合材料及其制备方法，所要解决的技术问题是使其在紫外-可见光和可见光照射下对降解甲基橙都展现出增强的光催化活性，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种银装饰的二氧化钛海泡石复合材料的制备方法，其包括：

将钛酸四丁酯和醋酸溶液混合搅拌，得到第一溶液；

将硝酸银溶液与所述的第一溶液混合，加入还原剂，搅拌，得到第二溶液；

将海泡石溶液与所述的第二溶液混合，得到第三溶液；

将第三溶液进行溶剂热反应，清洗烘干研磨，得到银装饰的二氧化钛海泡石复合材料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的银装饰的二氧化钛海泡石复合材料的制备方法，其中所述的钛酸四丁酯和醋酸的质量比为0.1-5:0.1:50，混合搅拌的温度为30-50℃，时间为5-60min。