[发明专利]一种负载贵金属TiO2纳米棒光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化剂材料领域，涉及一种贵金属/TiO₂纳米棒的制备方法，具体地说，是涉及一种负载贵金属的TiO₂纳米棒光催化剂的制备方法。

背景技术

TiO₂作为最重要的半导体光催化剂之一，目前己经广泛应用于有机污染物深度净化处理、杀菌等环境保护领域以及光催化分解水制氢、染料敏化太阳能电池等新能源领域。但TiO₂是一种宽禁带半导体材料，只能吸收利用太阳光中波长小于386nm的紫外光，对太阳光的利用率低。而且TiO₂光催化剂光激发产生的电子-空穴对复合较快，导致TiO₂的实际光催化效果大大降低，限制了其实际应用。对于如何提高TiO₂的光催化效率，科技工作者探索了多种途径。通过对纳米结构TiO₂进行贵金属负载，调控纳米结构TiO₂的生长形态、尺寸大小和微观结构等，以期改善其光催化性能。

发明专利CN201310168266.2公开了一种一维载银二氧化钛纳米棒光催化剂的制备方法，其特征在于，先用钛酸丁酯为原料在无水乙醇盐溶液中制备TiO₂，再浸渍处理负载银，最后经空气气氛煅烧处理，得到一维载银二氧化钛纳米棒光催化剂。发明专利CN2014100081899公开了一种银/二氧化钛复合异质结构及其制备方法，在银纳米线上沉积一层二氧化钛壳形成核壳型的一维银/二氧化钛复合异质结构。Nalbandian等公开了一种静电纺丝技术，用于制备Au/TiO₂纳米纤维(M.J.Nalbandian,et al.Environ.Sci.Technol.2015,49,1654)。可以看出目前制备的一维TiO₂纳米结构，要么负载贵金属的步骤复杂，要么使用有机原料，生产成本高。

发明内容

本发明针对现有制备贵金属/TiO₂纳米棒光催化剂技术中制备步骤复杂，生产成本高等缺点，提供一种负载贵金属的TiO₂纳米棒光催化剂的制备方法。该方法工艺简单，反应条件较温和，所制备出的贵金属/TiO₂纳米棒光催化剂分散性好，光催化性能高。本发明采用以下技术方案予以实现：

一种负载贵金属TiO₂纳米棒光催化剂的制备方法，所述负载贵金属的TiO₂纳米棒以无机硫酸钛和贵金属盐为原料，通过一步水热反应得到其前驱体，制备方法包括下述步骤：

(1)将硫酸钛、贵金属盐、六次甲基四胺、氢氧化钠溶解于水中搅拌均匀，得到混合溶液，浓度分别为硫酸钛0.01-0.5mol·L^-1，贵金属盐0.01-3％(与硫酸钛的摩尔比)，六次甲基四胺0.01-0.5mol·L^-1，氢氧化钠5-20mol·L^-1；

(2)将上述混合液转移到内衬四氟乙烯的高压反应釜中，在150-220℃恒温加热3-24h；

(3)将上述反应混合液冷却后，离心分离，倒掉上层液体，将得到的沉淀在0.01-0.1mol/L硫酸溶液中浸泡1-10h，离心分离，用水洗涤后得到负载贵金属的沉淀物；

(4)将步骤(3)中获得的沉淀物放入60-80℃干燥箱中干燥后，在500-700℃焙烧0.5-2h，得到负载贵金属的TiO₂纳米棒。

在步骤(1)中，贵金属盐可以是氯铂酸、氯金酸、氯化钯或硝酸银中的任意一种。

本发明的优点在于：所用前驱物为廉价的无机硫酸钛盐，制备工艺简单、成本低；该方 法所制备的负载贵金属的TiO₂纳米棒单分散性好，对水中有机染料降解光催化活性高。

附图说明

图1实施例一所制备的Ag/TiO₂纳米棒样品的EDX谱图；

图2实施例一所制备的Ag/TiO₂纳米棒样品的SEM照片；

图3实施例二所制备的Pt/TiO₂纳米棒样品的SEM照片。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例一：