[发明专利]三氧化钨/二氧化钛空心复合纳米管、制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化材料领域，特别是一种三氧化钨/二氧化钛空心纳米管、制备方法。

背景技术

能源和环境问题一直是人们所关注的问题，随着科技的发展，对能源的要求也是越来越高，对产能的效率也有了更多的要求。近年来，纳米光催化技术在不断发展，其中，二氧化钛催化剂因其具有氧化能力强，光催化效率高，稳定性好等优势，受到了研究者的广泛关注。

层状的纳米材料，尤其是那些异质结构的半导体纳米结构近年来受到了研究者们的极大关注，这是由于这种材料是一种环境友好型的潜在材料，具有高的比较面积和材料的协同作用，可以用于空气净化和废水处理和杀菌等领域。为了获得更高的比表面积和更好的催化效果，已经有很多研发者合成了异质结构的半导体纳米材料，如ZnO/In₂O₃的（J. Y. Lao, J. G. Wen, Z. F. Ren, Nano Letters 2002, 2, 1287），ZnO/SnO₂（Z. L. Wang, Z. W. Pan, Advanced Materials 2002, 14, 1029），氧化锌/氧化锌（Y. Liu, Y. Xie, J. Chen, J. Liu, C. Gao, C. Yun, B. Lu, E. Xie, Journal of the American Ceramic Society 2011, 94, 4387），SnO₂/Fe₂O₃（D.-F. Zhang, L.-D. Sun, C.-J. Jia, Z.-G. Yan, L.-P. You, C.-H. Yan, Journal of the American Chemical Society 2005, 127, 13492），GAP/ GA（AS）-P（K. A. Dick, K. Deppert, M. W. Larsson, T. Martensson, W. Seifert, L. R. Wallenberg, L. Samuelson, Nat Mater 2004, 3, 380），和TiO₂/V₂O₅（R. Ostermann, D. Li, Y. Yin, J. T. McCann, Y. Xia, Nano Letters 2006, 6, 1297）。然而，在这些工作中，异质结构的半导体纳米材料只沉积在纳米管的外壁上，从而限制了材料在实际中的应用。然而，如果异质结构的半导体纳米材料可以沉积在纳米管内部和外部的侧壁，与仅沉积在纳米纤维表面相比拥有更大的比表面积，这种体系将会在应用中表现出更高的电势，但是至今为止，还未有人突破技术难点，做出此种结构的材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种三氧化钨/二氧化钛空心复合纳米管，该纳米管材料具有高的光催化效率。

本发明是利用TiO₂及WO₃在光催化反应中需要的光谱不同，将它们有机结合起来，形成有效的WO₃/TiO₂异质结构，能更好地利用太阳光谱。同时，将WO₃纳米颗粒有机地生长在TiO₂纳米管的内表面及外表面，大幅提升该材料的比表面积，从而大幅加快光催化的反应速度。

一种三氧化钨/二氧化钛空心复合纳米管，包括多孔结构的空心TiO₂纳米管和分布在TiO₂纳米管外壁和内壁的WO₃纳米粒子层。

所述的WO₃纳米粒子具有三维结构。

所述的WO₃纳米粒子粒径为10-20nm。

所述的WO₃/TiO₂空心复合纳米管的直径为100~200nm。

所述的WO₃纳米粒子占复合纳米管总质量的0.1%-10%。

一种三氧化钨/二氧化钛空心复合纳米管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备PVP/乙酸钛复合物溶液的粘性凝胶；