[发明专利]一种MgTi2O5纳米催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米催化剂的制备方法。

背景技术

光解水制氢技术始自1972年，由Fujishima A和Honda K两位教授发现TiO₂单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象，从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。光解水的原理为：光辐射在半导体上，当辐射的能量大于或相当于半导体的禁带宽度时，半导体内电子受激发从价带跃迁到导带，而空穴则留在价带，使电子和空穴发生分离，然后分别在半导体的不同位置将水还原成氢气或者将水氧化成氧气。

在钛酸盐这类化合物中，TiO₈八面体共角或共边形成带负电的层状结构，带正电的金属离子填充在层与层之间，而扭曲的TiO₈八面体被认为在光催化活性的产生中起着重要作用。特别是钛酸镁纳米晶具有很好的光催化活性，但是纯相钛酸镁很难合成。特别是纯相MgTi₂O₅纳米晶还没有被报道过。

综上所述，制备合成纯相MgTi₂O₅纳米晶可以提供一种高性能纳米光催化剂。另一方面，纳米光催化剂的性能取决于纳米材料的合成方法。

发明内容

本发明要解决现有方法难以制备纯相MgTi₂O₅纳米晶的技术问题，而提供一种MgTi₂O₅纳米催化剂的制备方法。

一种MgTi₂O₅纳米催化剂的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、将醋酸镁和钛酸四丁酯加入到乙二醇溶液中，控制温度为20℃，搅拌速度为100r/min，搅拌20min，得到混合物；

二、采用无水乙醇洗涤步骤一得到的混合物，然后在温度为80℃条件下真空干燥6h，得到预制物；

三、将步骤二得到的预制物进行焙烧，得到MgTi₂O₅纳米催化剂。

本发明的有益效果是：本发明方法能够制备纯相的MgTi₂O₅，并且该MgTi₂O₅平均粒径尺寸小于100纳米，在紫外光照射下，产氢量每小时可达400微摩尔，是一种催化效率很高的纳米光催化剂。

本发明用于制备MgTi₂O₅纳米催化剂。

附图说明

图1是实施例一制备的MgTi₂O₅纳米催化剂的透射电子显微镜照片；

图2是实施例一制备的MgTi₂O₅纳米催化剂的XRD谱图；

图3是实施例一制备的MgTi₂O₅纳米催化剂的光解水产氢量图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种MgTi₂O₅纳米催化剂的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、将醋酸镁和钛酸四丁酯加入到乙二醇溶液中，控制温度为20℃，搅拌速度为100r/min，搅拌20min，得到混合物；

二、采用无水乙醇洗涤步骤一得到的混合物，然后在温度为80℃条件下真空干燥6h，得到预制物；

三、将步骤二得到的预制物进行焙烧，得到MgTi₂O₅纳米催化剂。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中醋酸镁为0.268g，钛酸四丁酯为0.425mL，乙二醇溶液为60mL。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤三中焙烧时，控制升温速度为1～20℃/min，升温至温度为400～700℃，焙烧时间为1～8h。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤三中焙烧时，控制升温速度为10～15℃/min，升温至温度为500～650℃，焙烧时间为2～6h。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤三中焙烧时，升温至温度为600℃。其它与具体实施方式一或二相同。