[发明专利]一种以碳化荷叶为基底制备N掺杂纳米花状TiO2

权利要求书

1.一种以碳化荷叶为基底制备N掺杂纳米花状TiO₂光催化材料的方法，其特征在于：所述方法是先在碳化荷叶上负载钛酸正四丁酯，所得产物经煅烧处理制得负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底；然后在负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底上原位生长花状TiO₂晶体层，制得碳化荷叶上纳米花状TiO₂光催化材料；最后对制得的碳化荷叶上纳米花状TiO₂光催化材料进行N掺杂处理，即得N掺杂纳米花状TiO₂光催化材料，包括如下具体步骤：

a)对荷叶碳化处理制得碳化荷叶；

b)将碳化荷叶分散于醇溶剂中，得到碳化荷叶的悬浮液，然后向悬浮液中加入钛酸正四丁酯，室温搅拌12～36小时，使钛酸正四丁酯负载于碳化荷叶上，所得产物分离后在惰性气体保护下，于200～500℃煅烧0.5～5小时，得到负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底；

c)将负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底与钛酸正四丁酯的酸性水溶液搅拌混合均匀后在80～200℃下进行水热反应0.5～10小时，所得产物进行清洗干燥，即得在负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底上原位生长有花状TiO₂晶体层的碳化荷叶上纳米花状TiO₂光催化材料；

d)将制得的碳化荷叶上纳米花状TiO₂光催化材料置于含有NH₃的惰性气氛中，于600～700℃保温2～10小时，即得N掺杂纳米花状TiO₂光催化材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包括如下操作：将荷叶放入管式炉中，在惰性气体保护下，于550～700℃碳化10～24小时，制得碳化荷叶。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中，碳化荷叶的悬浮液中，碳化荷叶与醇溶剂的质量比为1：100～1：20。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤b)中，醇溶剂为乙醇。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中，钛酸正四丁酯与碳化荷叶的悬浮液的体积比为1：100～1：200。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c)中，钛酸正四丁酯的酸性水溶液是由钛酸正四丁酯与10～20wt％的盐酸水溶液按体积比为1：10～1：200形成。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c)中，负载有TiO₂子晶的碳化荷叶基底与钛酸正四丁酯的质量比为1：1～1：10。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤d)中，含有NH₃的惰性气氛中含有5～10v％的NH₃。