[发明专利]铁掺杂二氧化钛空心球的制备方法在审

申请号：	201711009012.0	申请日：	2017-10-25
公开（公告）号：	CN107930628A	公开（公告）日：	2018-04-20
发明（设计）人：	李长英	申请（专利权）人：	陕西聚洁瀚化工有限公司
主分类号：	B01J23/745	分类号：	B01J23/745;B01J35/10;B01J37/10;B01J37/34;B01J37/06;B01J37/03
代理公司：	西安亿诺专利代理有限公司61220	代理人：	贾苗苗
地址：	710000 陕西省西安市高新***	国省代码：	陕西;61
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摘要：
搜索关键词：	掺杂氧化空心球制备方法
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【说明书】：

技术领域

本发明属于光催化剂的制备领域，具体涉及一种铁掺杂二氧化钛空心球的制备方法。

背景技术

TiO₂ 光催化剂因其具有催化活性高、化学稳定性好、无毒无害、价格低廉等优点，目前已广泛应用于能量储存器、传感器、环境污染治理等各种领域。然而其带隙较宽（约为3.2 eV），光生电子与空穴复合率较高，光量子使用率较低，导致光催化效率不高，大大限制了其应用范围。为了提高TiO₂的光催化效率，学者们尝试了多种改性方法，如表面染料敏化、金属掺杂、非金属掺杂及半导体复合等。

其中过渡金属掺杂是有效改性手段之一。过渡金属具有未填满的d 电子壳层，在TiO₂晶格中掺入少量过渡金属离子，可以引起晶格畸变产生缺陷，成为光生电子或空穴的浅势捕获陷阱，延长电子与空穴的复合时间，降低光生电子空穴复合概率，可以有效地提高TiO₂光催化效率。三价铁被认为是改善TiO₂光催化性能的有效掺杂离子，目前，有以十八烷胺为模板，将钛酸丁酯水解后煅烧清除模板剂制备出三价铁掺杂的TiO₂介孔材料，其对甲基橙的降解速率明显高于未掺杂的TiO₂。

研究表明，TiO₂的形貌对其光催化性能也有较大影响，其中提高TiO₂ 的比表面积可以提供更多的光催化活性点，诸如TiO₂纳米管、纳米棒、纳米空心球等各种形貌的TiO₂应运而生。其中空心结构材料具有低密度、高比表面积等优点，应用前景广阔。但是，目前TiO₂空心球的制备方法较为复杂，导致生产成本高，而且产品的粒径分布较宽，比表面积较小，影响了其催化性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种铁掺杂二氧化钛空心球的制备方法。

铁掺杂二氧化钛空心球的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制缓冲液：用1.5mol/L的氨水和1.5mol/L的盐酸配制成pH=2.1的溶液，得到缓冲液；

（2）将四氟化钛加入步骤（1）得到的缓冲液中，调节体系的pH=1.8，形成四氟化钛溶液；

（3）向四氟化钛溶液加入去离子水中，然后置于100-200℃的环境下水热反应2-24h；

（4）将步骤（3）得到的产物与九水合硝酸铁按照质量比1：（30-100）混合，微波反应100min；

（5）将步骤（4）得到的产物在转速为3000r/min的转速下搅拌2h，然后超声处理30-50min；

（6）将步骤（5）的产物在160℃下搅拌反应12h，然后离心，将离心的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，烘干干燥即可。

优选地，步骤（2）中四氟化钛与缓冲液添加的比例为1g:80mL。

优选地，步骤（3）中四氟化钛溶液与去离子水的体积比为1:50。

优选地，步骤（4）中微波的功率为100W。