[发明专利]一种无机敏化可见光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种无机敏化可见光催化剂，该催化剂由两种或三种金属氧化物纳米粒子组成，其特征在于：一种或两种金属氧化物作为光催化活性物种，为非金属离子掺杂或未掺杂的金属氧化物；一种或两种金属氧化物作为光敏化剂，为能吸收可见光的金属氧化物；该光催化剂能有效利用太阳光中的可见光对空气、废水、地表水及饮用水中有机污染物进行光催化降解； 

所述金属氧化物中用作光催化活性物种的为二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、硼掺杂二氧化钛、磷掺杂二氧化钛或氧化锌，用作光敏化剂的为氧化镍、三氧化二铬或三氧化二铁；光催化剂为共享晶格氧的纳米金属氧化物； 

所述的光催化剂是指采取下述方法制备的光催化剂： 

(1)前驱体的制备 

a、前驱体一：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、尿素、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶10～20∶555混合均匀后，于搅拌回流条件下反应2～10h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

b、前驱体二：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、尿素、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶10～20∶555混合均匀后，于搅拌回流条件下反应1～3h，得到固体沉淀，抽滤后用去离子水洗涤，加入0.08～0.16摩尔/升的碳酸钠，放入高温高压水热釜，于100～150℃条件下反应5～10h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

c、前驱体三：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、氢氧化钠、磷酸氢二钠或硼酸铵、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶4.5～6∶0.2～0.4∶1111缓慢混合均匀后，通入氮气，于40～80℃搅拌条件下反应12～24h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

d、前驱体四：将硝酸锌、三氯化铬、硝酸铁、氢氧化钠、去离子水按照摩尔比为1∶0.1～0.15∶0.1～0.15∶4.5～6∶1111缓慢混合均匀后，于40～80℃搅拌条件下反应10～24h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、干燥得固体粉末；

(2)光催化剂的制备 

将制备的前驱体分别于400～500℃中焙烧4～8h得纳米金属氧化物光催化剂粉末。 

2.一种制备权利要求1所述光催化剂的方法，其特征在于，工艺步骤为： 

(1)前驱体的制备 

a、前驱体一：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、尿素、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶10～20∶555混合均匀后，于搅拌回流条件下反应2～10h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

b、前驱体二：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、尿素、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶10～20∶555混合均匀后，于搅拌回流条件下反应1～3h，得到固体 沉淀，抽滤后用去离子水洗涤，加入0.08～0.16摩尔/升的碳酸钠，放入高温高压水热釜，于100～150℃条件下反应5～10h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

c、前驱体三：将硝酸镍、硝酸锌、四氯化钛、氢氧化钠、磷酸氢二钠或硼酸铵、去离子水按照摩尔比为0.5～1∶0～0.5∶0.2～0.4∶4.5～6∶0.2～0.4∶1111缓慢混合均匀后，通入氮气，于40～80℃搅拌条件下反应12～24h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、烘干得固体粉末； 

d、前驱体四：将硝酸锌、三氯化铬、硝酸铁、氢氧化钠、去离子水按照摩尔比为1∶0.1～0.15∶0.1～0.15∶4.5～6∶1111缓慢混合均匀后，于40～80℃搅拌条件下反应10～24h，得到固体沉淀；然后抽滤、去离子水洗涤、干燥得固体粉末；

(2)光催化剂的制备 

将制备的前驱体分别于400～500℃中焙烧4～8h得纳米金属氧化物光催化剂粉末。 

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所制得的前驱体具有原子有序的晶体结构。 

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所制得的光催化剂为共享晶格氧的纳米金属氧化物。