[发明专利]一种空心自掺杂结构双金属光催化剂的合成方法及应用

摘要

一种空心自掺杂结构双金属光催化剂的合成方法包括将冰乙酸、去离子水和离子液体[Bmim][BF4]与钛酸四丁酯在搅拌状态下混合，直至变成澄清透明状态后，转移至70毫升特氟龙内衬水热反应釜中微波反应；经洗涤干燥后与尿素混合并煅烧，经引入金属前驱体混合溶液反应，洗涤干燥并煅烧后获得空心自掺杂结构双金属的AuPt/N‑TiO2光催化剂。该合成方法较现有方法的优势在于合成纳米颗粒的尺寸小和分散性好，并且原位合成可以大幅度提升金属‑半导体界面结合的紧密度；此外本发明所需设备简单，工艺简便，且不会造成附加的环境危害，实现了芳香醇类物质的高值化利用，具有极其深远的社会意义和经济价值。

主权项

一种空心自掺杂结构双金属光催化剂的合成方法包括如下步骤：1）将3.54 mL冰乙酸、0.35 mL去离子水和4.372 mL离子液体[Bmim][BF4]相混合，构成反应溶液A；2）向反应溶液A中逐滴加入一定量的钛酸四丁酯，搅拌转速150RPM，直至混合液变成澄清透明状态；3）将上述澄清透明混合液体转移至70毫升特氟龙内衬水热反应釜中，随后放入微波消解仪中，在130‑180℃下反应50‑80分钟；4）收集沉淀，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，置于60℃烘箱内干燥12小时，继续置于真空烘箱内200℃干燥6小时，获得空心自掺杂结构的Ti3+/TiO2光催化剂。5）将上述催化剂置于80℃的真空烘箱内干燥12小时，取出后按照催化剂：尿素=1:4的重量比例添加尿素，混合均匀后置于马弗炉中，以400℃煅烧2小时，获得具有氮结构的N‑TiO2载体。6）取上述载体10mg分散到装有40 mL 10%甲醇溶液的耐热玻璃杯中，随后充入氩气后进行密封处理，形成密封容器；7）在搅拌状态下，采用300 W的高压汞灯对密封容器进行照射2小时，混合液颜色由白色转变蓝色；8）向上述混合液中添加适量的金属前驱液，在搅拌状态下可获得AuPt/N‑TiO2催化剂前体；9）将上述混合液进行过滤，将沉淀物在去离子水和无水乙醇中清洗三遍，置于80℃烘箱内烘干12小时，之后将在350℃马弗炉中煅烧，获得双金属光催化剂AuPt/N‑TiO2。