[发明专利]二氧化钛材料及其制备方法

说明书

一种二氧化钛材料及其制备方法，属于功能化材料领域。制作方法，包括以下步骤：提供反应物，反应物包括独立存在的钛源和掺杂源，掺杂源包括稀土元素和过渡金属元素。将钛源和掺杂源制作为凝胶。使凝胶经历煅烧，以形成至少由稀土元素和过渡金属元素共掺杂的二氧化钛。通过稀土元素和过渡金属元素对二氧化钛的共掺杂，使得二氧化钛具有优异的如光催化性能。

技术领域

本申请涉及功能材料领域，具体而言，涉及一种二氧化钛材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种优异的光催化材料。基于二氧化钛所开发的光催化技术具有低耗能、简单、无毒性、广谱降解选择性等特点，且因二氧化钛无二次污染并可回收循环利用而备受青睐。

然而，相关领域的研究者希望开发一种基于二氧化钛的更高效的光催化剂。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

基于现有技术的不足，本申请提供了一种二氧化钛材料及其制备方法，以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种二氧化钛材料的制备方法。

二氧化钛材料的制备方法包括：

提供反应物，反应物包括独立存在的钛源和掺杂源，钛源包括钛元素，掺杂源包括稀土元素和过渡金属元素；

将钛源和掺杂源制作为凝胶；

使凝胶经历煅烧，以形成至少由稀土元素和过渡金属元素共掺杂的二氧化钛。

示例中，通过易于实施的凝胶工艺将掺杂源和钛源结合，再经由煅烧转化得到二氧化钛，同时使稀土元素、过渡金属元素对二氧化钛进行共掺杂。由于稀土元素、过渡金属元素以及钛元素的能带的特点，稀土元素、过渡金属元素能够对钛元素的能带起到调制作用。三者协调作用可以减小二氧化钛材料的带宽、拓宽吸收光谱，还可有效分离电子-空穴对(减少电子-空穴复合)，起到延长载流子寿命、提高光催化效率的效果。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，钛源中的钛元素来自于包括钛酸四丁酯或四氯化钛的钛化物；

可选地，钛源是以第一溶液的形式被提供；

可选地，第一溶液包括钛化物、第一溶剂，且钛化物分散在第一溶剂中；

可选地，第一溶剂包括醇，更优选为乙醇。

作为一种易于获得原料，钛源可以选择采用钛化物，例如钛酸四丁酯或四氯化钛，从而在一定程度上降低原料处理难度、降低成本和缩短制作周期。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中，稀土元素包括钐、铈、镧；

可选地，稀土元素来自于稀土盐化物；

可选地，稀土盐化物是水溶性盐或醇溶性盐；

可选地，稀土盐化物为硝酸盐。

结合第一方面或第一方面的第二种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式的一些可选示例中，过渡金属元素包括钴；

可选地，过渡金属元素来自于过渡金属盐化物；

可选地，过渡金属盐化物是水溶性盐或醇溶性盐；

可选地，过渡金属盐化物为硝酸盐。