[发明专利]锐钛矿TiO2

说明书

本发明涉及锐钛矿TiOsubgt;2/subgt;/金红石TiOsubgt;2/subgt;/ZnTiOsubgt;3/subgt;三相异质介孔纳米纤维在光催化的应用，属于纳米纤维技术领域；本发明的介孔纳米纤维具有三个组成相：锐钛矿TiOsubgt;2/subgt;，金红石TiOsubgt;2/subgt;和ZnTiOsubgt;3/subgt;，应用的方法为将锐钛矿TiOsubgt;2/subgt;/金红石TiOsubgt;2/subgt;/ZnTiOsubgt;3/subgt;三相异质介孔纳米纤维分散在去离子水和甲醇的混合液中，形成光电催化剂材料，然后将光电催化剂材料置于光催化产氢真空系统内进行催化反应；本发明的介孔纳米纤维材料具有高效稳定的光催化产氢效率。

技术领域

本发明属于纳米纤维技术领域，涉及一种锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维在光催化的应用。

背景技术

目前世界能源主要以传统化石燃料（煤、石油、天然气等）为主，石化燃料均为不可再生能源，且地球储量有限，无法满足人类社会可持续发展的要求。随着煤炭石油等石化能源日益枯竭，能源危机成为当今全球高速发展面临的重大问题。传统化石燃料的使用同时还伴随着大量雾霾的产生，进一步造成环境污染的问题。氢能被认为是一种理想的新能源，具有燃烧热值高、资源丰富、燃烧性能好、清洁无污染、存储多样化、自重小及利用形式多样化等优点。利用半导体太阳能光催化分解水制氢，被认为是彻底解决环境污染和能源短缺问题有效手段之一，具有诱人的前景。

在半导体材料家族中，TiO₂是目前最具代表性的光催化剂候选材料，具有无毒、低成本、化学性质稳定等优异的特性，在有机污染物降解，分解水产氢等领域都有潜在的应用价值。然而，单一相的TiO₂由于其光生载流子寿命比较短，量子效率低，极大的限制了它在光催化方面的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维在光催化中的应用，具有高效、稳定的优点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维在光催化的应用，所述异质介孔纳米纤维的三个组成相为锐钛矿TiO₂，金红石TiO₂和ZnTiO₃。

作为优选，所述应用的方法为将锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维分散在去离子水和甲醇的混合液中，形成光电催化剂材料，然后将光电催化剂材料置于光催化产氢真空系统内进行催化反应。

作为优选，所述光催化产氢真空系统以300W氙灯作为模拟太阳光源。

作为优选，所述锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维由包括以下步骤的制备方法制成：

S1、配制前驱体纺丝液：将Ti源、Zn源、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和发泡剂溶解于有机溶剂中，混合即形成纺丝液；

S2、制备前驱体纳米纤维：将纺丝液在高压下进行静电纺丝，获得前驱体纤维，将前驱体纤维干燥，获得PVP/TBOT/ZnAc/DIPA前驱体纳米纤维；

S3、煅烧处理：将PVP/TBOT/ZnAc/DIPA前驱体纳米纤维在520-570℃进行煅烧，即获得锐钛矿TiO₂/金红石TiO₂/ZnTiO₃三相异质介孔纳米纤维材料。