[发明专利]高活性N掺杂改性二氧化钛纳米光催化材料及其制备方法

摘要

本发明公开了高活性N掺杂改性TiO2纳米光催化材料及其制备方法，在传统一步煅烧制备法的基础上，添加氮元素进行高效掺杂，同时在空气中进行煅烧和冷却。本发明进一步拓宽N掺杂改性TiO2纳米粉体材料对可见光谱的利用范围，并在提高其在可见光谱范围内的量子产率、有效抑制光生电子空穴的复合率的同时，具有良好的光催化稳定性、热稳定性和可重复利用性。

主权项

高活性N掺杂改性TiO2纳米光催化材料，其特征在于，所述纳米光催化材料粒径集中分布于13‑15nm之间，主要为锐钛矿的结晶，按照下述步骤进行：（1）按照17x：120x：3（1—x）的体积比将钛酸四丁酯、醇类溶剂和硝酸的水溶液配置混合溶液，再向上述混合溶液中加入占混合溶液质量35％—50％的聚乙烯醇，并在20—40℃下进行搅拌至其均匀分散，其中0.3≤x≤0.8；（2）按照Ti:N的摩尔比于1：（0.005—0.7）区间内，向步骤（1）中制备的溶液中加入含氮物质，进行搅拌至其均匀分散；（3）向步骤（2）中制备的溶液中滴加蒸馏水和醇类有机溶剂的混合溶液，进行搅拌至其均匀分散；（4）将步骤（3）制备的混合液于25—45℃机械搅拌8—14小时，形成透明溶胶后置于干燥箱中于40—60℃干燥10—24小时后，在350—650℃下和惰性气体保护下煅烧1—4小时，从室温下升温，升温速度控制在2.5—10℃/分，降温速度控制在1—7℃/分，冷却至室温；（5）将经（4）步骤煅烧后的催化剂置于在350—600℃空气氛围中煅烧0.5—2小时，从室温下升温，升温速度控制在4—10℃/分，降温速度控制在1—4℃/分，冷却至室温，得到最终光催化材料。