[发明专利]一种基于等离子体处理TiO2

说明书

本发明涉及半导体光催化材料制备技术领域，提供了一种基于等离子体处理TiO₂的方法，包括如下步骤：S1、制备TiO₂，S2、利用等离子放电在步骤S1所得TiO₂的表面引入≡Ti‑F键和F掺杂；本发明还提供了由上述方法制得的改性TiO₂光催化剂以及应用；本发明首次通过等离子体放电在TiO₂表面实现了表面钛氟键的引入和氟掺杂，其制备方法便捷快速，制备出的TiO₂改性催化剂表现出了良好可见光吸收和光催化性能，对亚甲基蓝溶液的降解10min既可达到75％，60min基本上可实现完全降解；该方法对于TiO₂的氟改性具有突破性的进展，是首次通过等离子体快速在TiO₂表面引入≡Ti‑F和实现氟掺杂，对于等离子体在化学材料改性方面的意义巨大。

技术领域

本发明涉及半导体光催化材料制备技术领域，具体而言，涉及一种基于等离子体处理TiO₂的方法、改性TiO₂光催化剂及应用。

背景技术

随着全球化石能源的日益枯竭和环境问题的加重，促使人们将目光移向清洁能源领域，太阳能作为全球最大的能源储备资源，如果能实现对太阳能资源的高效利用，对于世界经济可持续发展的贡献将是不可估量的。

自1972年日本科学家发现TiO₂的光敏性以来，科学家陆续发现了ZnO、 CuO、O₂V₅、MnO₂、CrO₃等光敏性材料，在众多的光敏材料中，由于TiO₂无毒、低廉、紫外响应和环境储量大等优点，成为了被研究最多的光敏材料，被广泛用于有机物降解、太阳能电池、水解制氢和生物技术等方面；然而，TiO₂自身禁带较宽(3.2ev)、电子空穴复合率高、仅在紫外光下响应 (紫外仅占太阳光的5％)等缺点，限制了TiO₂在可见光下的催化应用，因此，对TiO₂的改性成为了研究热点。