[发明专利]一种碳量子点/二氧化钛复合光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述碳量子点/二氧化钛复合光催化材料包括二氧化钛、以及原位生长于所述二氧化钛表面的碳量子点，所述碳量子点和二氧化钛的质量比为（0.005～0.5）：1，所述碳量子点具有核壳结构，内核为具有类石墨结构的结晶碳，表层为非晶碳；所述碳量子点的粒径为1～10 nm；

所述碳量子点/二氧化钛复合光催化材料的制备方法包括：

将氮源、碳源和二氧化钛分散于去离子水中，得到混合溶液；

将所得混合溶液在160～180℃下水热反应3～10小时，再经洗涤、干燥，得到所述碳量子点/二氧化钛复合光催化材料；

所述氮源为热分解温度低于200℃的氨基化合物，选自尿素；所述碳源为可溶性含碳有机化合物，选自柠檬酸、柠檬酸盐、糖类中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述碳量子点和二氧化钛的质量比为（0.005～0.2）：1。

3.根据权利要求1所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述碳量子点的粒径为4～6 nm。

4.根据权利要求1所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述二氧化钛为二氧化钛颗粒、二氧化钛纳米管、二氧化钛纳米线中的至少一种；

所述二氧化钛颗粒的粒径为20～1000 nm；

所述二氧化钛纳米线的长度为0.5～15 μm，直径为1～50 nm；

所述二氧化钛纳米管的管径为8～200 nm，壁厚为1～10 nm，管长为20～5000 nm。

5.根据权利要求4所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述二氧化钛颗粒为多孔二氧化钛颗粒；所述多孔二氧化钛颗粒的粒径为20～1000 nm，孔径为0.1～50 nm。

6.根据权利要求4所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述二氧化钛颗粒的粒径为20～200 nm。

7.根据权利要求5所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述多孔二氧化钛颗粒的粒径为20～200 nm，孔径为0.1～50 nm。

8.根据权利要求1所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，所述碳源为柠檬酸、柠檬酸盐、淀粉、葡萄糖、蔗糖、果糖中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料，其特征在于，在所述混合溶液中加入表面改性剂，所述表面改性剂为磷酸酯盐、磺酸盐、羧酸盐中的至少一种；所述表面改性剂和二氧化钛的质量比为（0.005～0.2）：1。

10.一种由权利要求1-9中任一项所述碳量子点/二氧化钛复合光催化材料制备的光催化材料涂层。

11.一种如权利要求1-9中任一项所述的碳量子点/二氧化钛复合光催化材料在光催化降解室内挥发性有机化合物中的应用，其特征在于，所述碳量子点/二氧化钛复合光催化材料在250～420nm波长、7～500W功率的光的照射下可实现对挥发性有机化合物的降解和去除。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述挥发性有机化合物VOCs为甲醛、乙醛、苯、甲苯、邻二甲苯中的至少一种。