[发明专利]一种中空结构的Au掺杂二氧化钛复合纳米微球光催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将表面活性剂和碱催化剂溶解得到反应液a；

(2)将钛源和含硫硅源加入到乙醇/稀醋酸的混合溶液中，得到反应液b；所述钛源包括二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯；钛源与含硫硅源的体积比为1～10:1；所述含硫硅源包括双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物和/或双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物；

(3)将反应液a和反应液b混合得到含硫键的中空结构TiO₂纳米微球，经洗涤后分散于水中，得到中空结构TiO₂纳米微球水分散液；

(4)将金酸化合物的水溶液与中空结构TiO₂纳米微球的水分散液在20-50℃混合反应12-36h，经离心、干燥得到含Au的中空结构TiO₂纳米微球；

(5)将含Au的中空结构TiO₂纳米微球研磨后煅烧，得到中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂，其中Au分布在微球的壳层。

2.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵中的任意一种；所述碱催化剂包括氨水、三乙胺、三乙醇胺中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，表面活性剂、碱催化剂与溶剂的质量比为0.1～0.7:0～0.04:100。

4.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醇/稀醋酸的混合溶液中乙醇与稀醋酸的体积比为1～5:1。

5.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，反应液a与反应液b的体积比为5～25:1；中空结构TiO₂纳米微球水分散液中，TiO₂与水的质量比为0.3～0.5:100。

6.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述金酸化合物为四氯金酸三水合物，金酸化合物的水溶液中金酸化合物与水的质量比为0.1-2:500；所述金酸化合物的水溶液与中空结构TiO₂纳米微球水分散液的体积比为3～25:100。

7.根据权利要求1所述的中空结构的Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，煅烧的条件为：升温速率为1～10℃/min，煅烧温度为500～900℃，煅烧保温时间为2～5h。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到的中空结构Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂。

9.根据权利要求8所述的中空结构Au掺杂TiO₂复合纳米微球光催化剂在降解染料罗丹明B溶液中的应用。