[发明专利]一种金原子/二氧化钛复合材料、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种金原子/二氧化钛复合材料，其特征在于，其包括：二氧化钛载体和金原子，所述二氧化钛表面具有金属缺陷，所述金原子以单原子形式和原子团簇形式生长于部分所述金属缺陷处；所述金原子质量为所述二氧化钛基体质量的0.01％-0.1％。

2.根据权利要求1所述的金原子/二氧化钛复合材料，其特征在于，所述二氧化钛基体为二氧化钛纳米颗粒，所述二氧化钛纳米颗粒尺寸为10-50nm。

3.根据权利要求1所述的金原子/二氧化钛复合材料，其特征在于：所述金原子所占据的金属缺陷为所述二氧化钛基体表面金属缺陷总量的20％-60％。

4.一种权利要求1所述的金原子/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)制备表面具有金属缺陷的二氧化钛基体：称取钛前驱体，加入第一醇类溶液和第二醇类溶液的混合物中进行溶剂热反应，急冷后离心分离，将下层粉末焙烧，得到具有表面金属缺陷的TiO₂基体；

(2)在TiO₂基体表面的金属缺陷处原位负载金原子：称取表面具有金属缺陷TiO₂基体，搅拌使其分散于去离子水中形成分散液，向分散液中加入铵类溶液和氯金酸溶液，避光搅拌，离心后将下层固体干燥，焙烧得到所述金原子/二氧化钛复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的钛前驱体选自硫酸氧钛、钛酸四丁酯、异丙醇钛或四氯化钛的一种或几种，所述第一醇类溶液选自乙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇或甘油中的一种或几种，所述第二醇类溶液选自乙醇、丙醇或丁醇中的一种或几种，所述第一醇类溶液和第二醇类溶液的体积比为1：40-1：3，所述钛前驱体与所述第一醇类溶液和第二醇类溶液的混合物的体积比1：100-10:100。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中溶剂热反应温度为150-200℃，反应时间为12-24h，焙烧温度为400-500℃，焙烧时间为1-5h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述加入铵类溶液选自碳酸铵、硝酸铵或硫酸铵的一种或几种，所述铵类溶液与所述分散液的体积比为1：5-1:2；所加入氯金酸溶液中所含金的质量为TiO₂质量的0.03％-0.3％；所述氯金酸溶液浓度为0.2mg/ml-0.6mg/ml。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中干燥温度为60-100℃，干燥时间为12-24h，焙烧温度为180-220℃，焙烧时间为1-4h。

9.一种权利要求1所述的金原子/二氧化钛复合材料用于光催化降解水体污染物的用途，其特征在于，所述水体污染物包括甲基橙、苯酚或罗丹明B。

10.一种权利要求1所述的金原子/二氧化钛复合材料用于光催化分解水产氢的用途，其特征在于，所述金原子/二氧化钛复合材料作为催化剂，催化剂加入量为0.1g/L-0.5g/L，用于提高光催化分解水产氢速率。