[发明专利]一种用于空气净化的表面等离子共振增强光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂，其特征在于由带纳米孔的氮掺杂碳纳米材料、所述无机半导体氧化物和具有表面等离子共振效应的纳米贵金属材料反应制得，所述氮掺杂碳纳米材料、所述无机半导体氧化物和纳米贵金属材料的投料质量比为10-50:1-5：0.1-1。

2.根据权利要求1所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂，其特征在于所述带纳米孔的氮掺杂碳纳米材料包括带纳米孔的氮掺杂石墨烯、带纳米孔的氮掺杂碳纳米管、带纳米孔的氮掺杂活性炭。

3.根据权利要求1所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂，其特征在于所述无机半导体氧化物包括TiO2和WO3。

4.根据权利要求3所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂，其特征在于所述无机半导体氧化物的粒径为1-100nm，优选为5-50nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂，其特征在于所述纳米贵金属材料包括Pt、Au、Ag，所述具有表面等离子共振效应的纳米贵金属材料的形貌为纳米颗粒，所述纳米颗粒的粒径为1-50nm，优选为3-30nm。

6.一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将1-5克的无机半导体氧化物分散在500-1000mL水溶液中，称为A溶液；

2）将两种或者两种以上的具有表面等离子共振效应的纳米贵金属材料的前驱体各100-1000mg一起混合分散在10-100mL水溶液中，称为B溶液；

3）将步骤2）得到的B溶液缓慢滴加到步骤1）得到的A溶液中，常温搅拌1-5小时后，控制溶液的pH值在5-10中间，滴加一定浓度的硼氢化钠水溶液，将纳米贵金属材料的前驱体还原成纳米贵金属颗粒，并均匀负载在无机半导体氧化物上，得到水溶液；

4）带纳米孔的氮掺杂碳纳米材料的制备：将50-100克碳纳米材料分散于10-30%浓度的300-1000mL的双氧水溶液中，在30-100℃的超声波振荡器中超声10-50小时，后用大量去离子水清洗，过滤，在30-70℃真空干燥箱中干燥12-24小时，后在300-700℃的氨气气氛的管式炉中焙烧2-7小时，得到带纳米孔的氮掺杂碳纳米材料；

5）将带纳米孔的氮掺杂碳纳米材料5-10克加入步骤3）中，通过超声分散在步骤3）的水溶液中，常温搅拌12-24小时，使负载有纳米贵金属材料的无机半导体氧化物均匀分散在氮掺杂纳米材料表面，过滤收集产物，30-100℃真空干燥，而后在100-300℃下用空气焙烧5-12小时，得到表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂。

7.根据权利要求6所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于所述纳米贵金属材料的前驱体包括氯铂酸，氯铂酸钾，亚氯铂酸钾，氯钯酸，硝酸钯，醋酸钯，氯化金，氯金酸钾，硝酸银或硫酸银。

8.根据权利要求6所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中pH值通过滴加5mol/L的NaOH溶液控制。

9.根据权利要求6所述的一种用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于硼氢化钠水溶液的浓度为10-50mmol/L。

10.一种根据权利要求1所述的用于空气净化的表面等离子共振增强的复合纳米光催化剂在空气净化中的应用。