[发明专利]以废弃物为碳源制备碳掺杂氧化钛可见光催化剂的方法

摘要

本发明属于氧化钛材料的制备领域，具体涉及以废弃物为碳源制备碳掺杂氧化钛可见光催化剂的方法。通过以氢氧化钠和氢氧化钾混合碱为熔融溶剂、以农林废弃物蕨类植物叶子及二氧化钛为原料、以盐酸溶液（pH=1）为萃取剂，以去离子水为清洗剂、洗涤剂，以无水乙醇为洗涤剂及干燥载体，在常压、180℃低温条件下，合成碳前驱体‑钛酸盐复合材料，最后经450℃煅烧得多孔结构的碳掺杂氧化钛材料。产物纯度高，化学物理性能稳定。碳表面含亲水性官能团，碳掺杂氧化钛材料呈现良好的水分散性并且光响应范围可拓展至太阳光中的可见光波段，具备可见光催化活性。

主权项

1.以废弃物为碳源制备碳掺杂氧化钛可见光催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）碳前驱体‑钛酸盐熔融液的制备：将无水氢氧化钠和无水氢氧化钾混合，在180 ℃±2 ℃、0.1 MPa条件下，熔融60 min±2 min，制得混合碱澄清液；将蕨叶粉末和二氧化钛粉末加入混合碱澄清液中，搅拌5‑6min，得蕨叶+氢氧化钠+氢氧化钾+二氧化钛熔融液；将蕨叶+氢氧化钠+氢氧化钾+二氧化钛熔融液在180 ℃±2 ℃、0.1 MPa条件下保温720 min±10 min，获得氢氧化钠+氢氧化钾+Na₂CO₃+K₂CO₃+碳前驱体‑钛酸盐熔融液；2）趁热往氢氧化钠+氢氧化钾+Na₂CO₃+K₂CO₃+碳前驱体‑钛酸盐熔融液中加入pH=1的盐酸溶液，搅拌10 min，然后自然冷却至室温，离心，取下层灰白色产物；3）将灰白色产物分别经去离子水、无水乙醇洗涤后，于80℃±2℃干燥720 min±5 min；4） 将步骤3）干燥后的产物在氮气氛围中、450℃±5℃煅烧120 min±5 min，制得碳掺杂氧化钛。