[发明专利]用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料，其特征在于，由以下通式表示：g-C₃N₄/R-TiO₂，其中，g-C₃N₄为碳氮化物，TiO₂为二氧化钛，石墨碳氮化物在二氧化钛表面形成材料层，R含有至少一种ⅤA族、ⅥA族或ⅦA族的非金属元素，且所述非金属元素能够以阳离子取代晶格中的钛离子的形式整合到所述二氧化钛晶格中。

2.如权利要求1所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料，其特征在于，R含有N、O、P、S、Cl、As、Se或Te中的至少一种。

3.一种用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备g-C₃N₄/R-TiO₂：将g-C₃N₄粉末和R-TiO₂粉末置于水中，分散后烘干，干燥后煅烧，得到g-C₃N₄/R-TiO₂多元纳米管复合材料。

4.如权利要求3所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：制备R-TiO₂粉末；所述制备R-TiO₂粉末的步骤中包括以下步骤：

配制溶液A：混合乙醇、水和硝酸后，制得溶液A；

配制溶液B：将钛源试剂和非金属源原料溶解在乙醇水溶液中，得到溶液B；

将溶液B滴加至溶液A中，室温下搅拌后静置，所得悬浮液加热至85-95℃，烘干后研磨成粉末；

将所述粉末置于碱金属氢氧化物溶液中，搅拌后的混合物移入高压釜中转移至烘箱，升温至170-190℃并保持20-30小时，用盐酸溶液和去离子水冲洗得到的白色沉淀物，直至其表面酸碱度为中性；清洁后的白色沉淀物干燥后在330-370℃下连续煅烧1.5-2.5小时，得到R-TiO₂粉末。

5.如权利要求4所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，在配制溶液A的步骤中，硝酸、水和乙醇的体积比为1∶(9-11)∶(9-11)；

和/或，在配制溶液B的步骤中，钛源试剂和乙醇水溶液的体积比1∶(7-8)；所述非金属源原料在乙醇水溶液的浓度为1.8-2.2g/L。

6.如权利要求4或5所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛源试剂选自正钛酸四异丙酯或钛酸丁酯中的至少一种；

和/或，所述非金属源原料至少含有硫脲；

和/或，所述碱金属氢氧化物溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一种。

7.如权利要求3或4所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：制备g-C₃N₄粉末；所述制备g-C₃N₄粉末的步骤中包括以下步骤：将碳氮源放入坩埚中煅烧，降至室温后经研磨制得g-C₃N₄粉末。

8.如权利要求7所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳氮源选自碳氮比为1:2的小分子量含氮有机物；和/或，所述碳氮源选自单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺或尿素中的至少一种。

9.如权利要求7所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳氮源为三聚氰胺，通过将三聚氰胺置于坩埚中，利用马弗炉以2-10℃/min升温至500～600℃煅烧3-5h后得到g-C₃N₄粉末。

10.如权利要求3或4所述的用于可见光催化除醛的多元纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，在制备g-C₃N₄/R-TiO₂的步骤中，g-C₃N₄粉末和R-TiO₂粉末的质量比为(0.2～5)∶1；

和/或，烘干温度为60-90℃；

和/或，煅烧温度为300-450℃；

和/或，煅烧时间为0.5-1.5小时。