[发明专利]一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO2

说明书

一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体的制备方法，属于材料制备领域；制备方法：1）将AgNO₃溶液与硼氢化钠溶液混合，得到悬浊液；2）金属钛粉与去离子水混合；3）将悬浊液加入钛粉与去离子水混合物中，加热加压并保温；4）得到的固液混合物经离心、洗涤、干燥，得到银掺杂锐钛矿TiO₂粉体；本发明工艺过程温度低，只需将溶液加热至沸腾，无需加热至高温，并且工艺过程简单高效、环保，不引入其他外来杂质，获得的锐钛矿相TiO₂粉体纯度高，可以制备高纯产品，大大提高了银的掺杂效率。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体的制备方法。

背景技术

TiO₂材料在国民经济的各个领域都具有广泛用途，TiO₂有三种晶型：锐钛矿、金红石和板钛矿。其中，锐钛矿相的TiO₂材料由于具有较强的光催化性能目前受到了较多关注。然而，作为典型的半导体材料，其禁带宽度为3.2eV，只能被短紫外光线激发(λ387 nm)，而太阳光谱中紫外光（400nm以下）仅占5%，因而，锐钛矿相的光催化材料目前对太阳能的利用率严重不足，为了克服这一缺点，人们开发了贵金属掺杂的方法改善其光催化性能，制备出了银掺杂TiO₂材料，大幅度提高了其光催化活性。

目前，银掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法有很多，主要有：固相合成法、连续酸水解法和酸水解二次沉淀法，光还原沉积法、溶胶凝胶法、微波干燥等，这些方法属两步合成法，包括二氧化钛材料的制备和银的掺杂两个过程。制备过程工艺操作过程复杂，不易控制，生产成本高。此外，以上方法面临的主要问题有：采用的原料通常是钛醇盐等有机物，合成过程会产生酸或者合成过程会用到较多的酸；以上两个问题导致其合成过程面临巨大的环境挑战，极易污染环境。本发明中所述的方法以金属钛为钛源，采用水溶液中缓慢氧化的方法使二氧化钛结构形成的同时掺入银组分，提高了银的掺杂效率，整个合成过程无污染，容易控制，无需对中间产物进行热处理，可以制备出纯度高、结晶度好的产品。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体的制备方法。

一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体的制备方法，其实施过程依次按以下步骤进行：

（1）配置硼氢化钠和AgNO₃溶液，在0~10℃下将AgNO₃溶液慢慢滴入硼氢化钠溶液中，得到悬浊液；

（2）按照液固比（100~200）:1将金属钛粉与去离子水混合；

（3）将悬浊液加入钛粉与去离子水混合物中，在控温控压设备中由室温加热至120~170℃，不断通入空气，保持压力在8~10MPa范围内，保温5~6h，得到固液混合物；

（4）将获得的固液混合物离心、洗涤，所得粉末经干燥后即为银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体。

上述一种银掺杂纳米锐钛矿相TiO₂粉体的制备方法，其中：

所述步骤（1）中，硝酸银溶液的物质的量浓度为1~5mol/L，硼氢化钠溶液的物质的量浓度为2~3mol/L。

所述步骤（1）中，AgNO₃溶液的滴速为0.2~0.5ml/min。

所述步骤（2）中，钛粉中金属钛质量百分比不小于99.9%，粒度范围：300~400目。

所述步骤（2）中，液固比指溶液的体积（单位：ml）与混合物质量（单位：g）的比值。