[发明专利]一种多功能光催化高分散钛白粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多功能光催化高分散钛白粉及其制备方法。该钛白粉由经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛构成，其制备过程包括如下步骤：(1)溶液A的配制：量取钛酸丁酯加入到无水乙醇中；(2)溶液B的配制：将三乙胺、蒸馏水、浓硝酸、Yb(NO₃)₃·5H₂O及Eu(NO₃)₃·6H₂O加入到无水乙醇中；(3)将溶液A逐滴加入到溶液B中，得到氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛；(4)将步骤(3)得到的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛加入到改性剂中进行改性处理，即得到经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛。本发明的钛白粉具有非常高的光催化效率和分散效果，所制得的钛白粉具有宽广的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种钛白粉及其制备方法，具体涉及一种多功能光催化高分散钛白粉及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着我国现代化建设的加快和工业领域的长足发展，生态恶化、空气质量下降和水资源污染等问题也随之出现，现在已经成为社会各界关注的焦点。针对我国现阶段的情况，急需找到一些行之有效的方法来解决上述问题，其中最有效的就是不断挖掘能够优化生态环境且来源广泛的材料。因此，“新能源”和“新材料”应运而生，在走进大众视野的同时也正一步一步地取代传统化石燃料的地位，为人类的生存带来福音。

二氧化钛是典型的钛氧化合物，在地壳中大量存在，在元素含量排名中钛元素名列第九位。二氧化钛不仅成本低廉、无毒无害，而且光电性能优异、化学稳定性好、氧化能力强，在大规模开采和商业化的过程中具有附加优势。在最近的二十年，二氧化钛因可以永久降解和完全矿化水、空气和土壤中的有机污染物而备受关注。二氧化钛也可应用在空气净化器中，能有效地改善室内空气质量(IAQ)，满足可持续发展的要求，是目前最有前景的光催化剂之一。除此之外，TiO₂具有安全系数高、结构稳定、环境友好、循环性能好等优点，在光电领域中已有成功应用的例子，作为锂离子电池的负极材料，TiO₂也受到科研工作者的高度关注。

目前，光催化剂的微观形貌控制和改性等诸多方面的理论支撑已日趋成熟，但是在实际生产及应用时仍存在如下两方面问题：

一方面，TiO₂光催化剂对可见光的利用情况较差，利用率仅为5-35％，它的吸收波长在紫外光(λ＜387.5nm)附近较窄区域，在紫外光下的光敏性要远远高于在可见光下的光敏性，因而在实际应用中存在能源转换率低、光催化降解效率差等弊端。因此，将TiO₂的光响应范围从紫外线拓展到可见光光谱范围内是提高光催化效率的有效方案。

另一方面，纳米二氧化钛具有强光学活性，且在有机介质中不易分散，这限制了其在诸多领域中的应用，需要对其进行表面改性进而有效提高纳米二氧化钛的分散效果。

因此，如何提高钛白粉中纳米二氧化钛的光催化性能和分散性是本领域中急需解决的技术问题，也是本领域内科学研究者的普遍追求。

发明内容

为了解决现有技术中纳米二氧化钛的光催化性能和分散性有待提高的技术问题，本发明提出了如下技术方案：

一种多功能光催化高分散钛白粉，其特征在于，所述钛白粉由经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛构成，所述纳米二氧化钛的粒径为10-100nm。

所述经改性处理的氮铕镱共掺杂纳米二氧化钛的制备过程包括如下步骤：

(1)溶液A的配制:量取20～40mL的钛酸丁酯加入到30～60mL无水乙醇中，经电磁搅拌；