[发明专利]一种黑色二氧化钛及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种黑色二氧化钛及其制备方法和应用。本发明提供的黑色二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：将乙酸、钛酸四丁酯和钛粉混合，得到悬浮液；将所述悬浮液进行水热反应，得到黑色二氧化钛。本发明将钛酸四丁酯、乙酸和钛粉混合均匀进行水热反应，在水热反应过程中，钛粉将二氧化钛中部分钛还原，得到掺杂三价钛的二氧化钛即黑色二氧化钛。本发明提供的制备方法简单易行，且能耗低；同时利用上述制备方法制备得到的黑色二氧化钛能够在可见光下具有较好的催化性能。由实施例结果可知，按照本发明提供的制备方法制备得到的黑色二氧化钛能够在可见光下光催化降解有机污染物。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种黑色二氧化钛及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化钛是一种常用的光催化材料，但是现有的二氧化钛只能在紫外光波段进行光催化，并不能在可见光下产生良好的催化效果，从而限制了二氧化钛的应用范围。为了克服这种限制，黑色二氧化钛应运而生。黑色二氧化钛中含有两种价态的钛，包括四价的钛和三价的钛，三价的钛掺杂在四价钛中降低了黑色二氧化钛的禁带宽度，扩展了进行光催化的光波段。但是现有的黑色二氧化钛的制备方法大多采用常压高温氢化法或高压氢化法，在制备过程中需要氢气，具有高危险性；此外现有技术中还有采用阳极氧化法或铝热还原法制备黑色二氧化钛的，但这些方法耗能高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种黑色二氧化钛的制备方法，该制备方法简单易行，安全、能耗低。

本发明提供了一种黑色二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：

将乙酸、钛酸四丁酯和钛粉混合，得到悬浮液；

将所述悬浮液进行水热反应，得到黑色二氧化钛。

优选的，所述钛酸四丁酯、乙酸和钛粉的质量比为(1～2):(10～15):(0.01～0.03)。

优选的，所述混合包括以下步骤：

将乙酸和钛酸四丁酯进行第一混合，得到分散液；

将所述分散液和钛粉进行第二混合，得到悬浮液。

优选的，所述第一混合为将钛酸四丁酯滴加至乙酸中；

所述滴加在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为120～180r/min。

优选的，所述滴加的速率为1～2滴/s。

优选的，所述第二混合在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为120～180r/min，时间为1～2h。

优选的，所述水热反应的温度为150～200℃，时间为8～16h。

优选的，升温至所述水热反应的温度的升温速率为5～10℃/min。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的黑色二氧化钛，所述黑色二氧化钛的粒径为30～50nm。

本发明还提供了上述技术方案所述的黑色二氧化钛作为光催化剂在光催化领域中的应用。

本发明提供了一种黑色二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：将乙酸、钛酸四丁酯和钛粉混合，得到悬浮液；将所述悬浮液进行水热反应，得到黑色二氧化钛。本发明将钛酸四丁酯、乙酸和钛粉混合均匀后进行水热反应，钛酸四丁酯作为钛源能够水解得到二氧化钛，在水热反应过程中，钛粉将二氧化钛中部分钛还原，得到掺杂三价钛的二氧化钛即黑色二氧化钛。本发明提供的制备方法简单易行，且能耗低；同时利用上述制备方法制备得到的黑色二氧化钛能够在可见光下激发催化性能。由实施例结果可知，按照本发明提供的制备方法制备得到的黑色二氧化钛能够在可见光下光催化降解罗丹明。

附图说明

图1为实施例1制备得到的黑色二氧化钛的透射电镜图；