[发明专利]铜掺杂超薄TiO2

说明书

本发明涉及铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂及其制备方法和应用。将适量含有羧基的钴肟配合物溶于无水乙醇中，加入适量铜掺杂超薄TiO₂纳米片，超声分散后，常温搅拌24‑25h，过滤，滤饼经无水乙醇洗涤，真空干燥，得目标产物复合光催化剂Cu‑TiO₂‑Co。该催化剂在可见光驱动下能够催化三氯甲苯完全脱氯转化成苯甲酸甲酯。

技术领域

本发明属于催化剂材料领域，尤其涉及一种铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化脱卤反应由于其在治理卤代有机溶剂废料及残留在土壤中的有机卤代农药而得到催化领域的广泛关注。辅酶B₁₂及其衍生物在催化脱卤反应中呈现出较高的催化活性，但其模拟物钴肟配合物在光催化脱卤反应中的应用还少有报道。

发明内容

本发明的目的是利用辅酶B₁₂的一种模拟物钴肟配合物，固载于铜掺杂的超薄TiO₂纳米片表面，得到一种铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂。该材料在光催化有机卤代物脱卤反应及有机合成领域有较好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将适量含有羧基的钴肟配合物溶于无水乙醇中，加入适量铜掺杂超薄TiO₂纳米片，超声分散后，常温搅拌24-25h，过滤，滤饼经无水乙醇洗涤，真空干燥，得目标产物。

优选的，上述的制备方法，按物质的量之比，钴肟配合物:Cu:TiO₂＝3:3:94。

优选的，上述的制备方法，所述含有羧基的钴肟配合物为Co(dmgH)₂(4-COOH-py)Cl，制备方法包括如下步骤：将CoCl₂·6H₂O，丁二酮肟和氢氧化钠溶解于95％乙醇中加热至70 ℃，加入异烟酸，将所得溶液冷却至室温，将空气流通入溶液30min，有沉淀析出，过滤，固体用水和乙醇洗涤，干燥得产物。

优选的，上述的制备方法，所述铜掺杂超薄TiO₂纳米片的制备方法，包括如下步骤：将钛酸四丁酯、氢氟酸和Cu(NO₃)₂·3H₂O加入无水乙醇中，室温搅拌30分钟后，转移至水热釜中，180℃加热2-3h，离心，固体物用蒸馏水洗涤，60℃真空干燥，得到铜掺杂超薄 TiO₂纳米片。

优选的，本发明的铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂在催化三氯甲苯完全脱氯转化成苯甲酸甲酯中的应用。方法如下：取适量铜掺杂超薄TiO₂纳米片负载钴肟配合物复合光催化剂超声分散于三氯甲苯的甲醇溶液中，加入三乙醇胺，以可见光作为光源进行光催化反应。

本发明的有益效果是：本发明将一种含有羧基的钴肟配合物与铜掺杂的超薄型TiO₂纳米片结合，制备得到了一种在可见光区具有良好光催化活性的复合光催化剂Cu-TiO₂-Co。铜掺杂的超薄型TiO₂纳米片在可见光区有较好的光响应性，在有机合成领域具有良好的应用前景。钴肟配合物分子固载到具有可见光光响应的铜掺杂的超薄型TiO₂纳米片表面，获得具有宽光谱响应的复合光催化剂，实现在可见光下催化三氯甲苯完全脱氯并转化为苯甲酸甲酯，可用于有机合成。

附图说明

图1是钴肟配合物Co(dmgH)₂(4-COOH-py)Cl的结构示意图。

图2是复合光催化剂Cu-TiO₂-Co的结构示意图。