[发明专利]一种氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）将碳纳米模板球分散于无水乙醇中，再加入有机钛源并混合，得到分散液A；

（2）将氮源分散于去离子水和乙醇的混合溶剂中，得到溶液B；所述氮源中N原子、碳纳米模板球中C原子和有机钛源中Ti原子的原子摩尔比为（0.01～1.5）：（0～0.5且不为0）：1；

（3）将溶液B加入到分散液A中，充分搅拌后，再经静置和凝胶，放置于通风橱中陈化处理，得到凝胶颗粒；在陈化处理过程中，控制通风橱中风速＞0.5 m/s，陈化时间＞4小时；

（4）将所得凝胶颗粒先在160～180℃下水热处理，再于400～500℃下煅烧处理，得到所述氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料；其中，将碳源溶于去离子水中，在160～200℃下水热处理4～6小时，得到所述碳纳米模板球；所述碳源为葡萄糖、蔗糖、壳聚糖中的至少一种；

所述氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料为非晶层包覆的氮掺杂二氧化钛混晶颗粒；所述氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料中氮元素以晶格掺杂的形式掺杂于由板钛矿相和锐钛矿相组成的混晶二氧化钛中。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源为尿素、三聚氰胺、三乙胺中的至少一种；所述有机钛源为钛酸四丁酯、异丙醇钛中的至少一种；所述碳纳米模板球的粒径为150～300nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述分散液A中加入酸控制pH值在3～6之间；所述酸为硝酸、盐酸、醋酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热处理的时间为4～8小时；所述煅烧处理的时间为0.5～2小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧处理的升温速率为1～5℃/分钟。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备的氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料，其特征在于，所述氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料为非晶层包覆的氮掺杂二氧化钛混晶颗粒；所述氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料中氮元素以晶格掺杂的形式掺杂于由板钛矿相和锐钛矿相组成的混晶二氧化钛中。

7.一种如权利要求6所述的氮掺杂混晶二氧化钛光催化材料在光照条件下降解挥发性有机物中的应用。