[发明专利]一种N掺杂纳米TiO2/浮石复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于催化材料领域，尤其涉及一种N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料及其制备方法。本发明提供的N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料包括：浮石和负载在浮石上的N掺杂纳米TiO₂粒子。本发明以浮石作为载体材料，同时对纳米TiO₂进行N掺杂，从而显著提升了复合材料的光催化性能。而且由于浮石广泛易得，成本低廉，因此可大幅降低产品的生产成本。对本发明提供的复合材料进行测试后发现，该复合材料具有优异的光催化效果：环境温度20℃下，在紫外光照射下，对底物罗丹明B的光催化降解率可达到90％以上；白炽灯照射下，对罗丹明B的光催化降解率可达到65％以上。

技术领域

本发明属于催化材料领域，尤其涉及一种N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料及其制备方法。

背景技术

纳米TiO₂由于具有无毒、廉价、稳定、来源丰富、反应条件温和等特点，且对有机化合物具有良好的光催化去除效果，因此已成为最具潜力的绿色环保型光催化材料，拥有广阔的应用前景。但纳米TiO₂存在着易团聚、难以回收等问题。

大量研究表明，将纳米TiO₂负载到合适的载体材料上制成负载型TiO₂材料能够解决纳米TiO₂易团聚和难以回收的问题。目前，常用的载体材料有活性炭、碳纳米管、沸石等，但这些载体材料的价格较高，从而造成负载型TiO₂材料的制备成本居高不下。而且，现有负载型TiO₂材料的光催化性能也难以令人满意。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料及其制备方法，本发明提供的复合材料光催化效果好，且制备成本低廉。

本发明提供了一种N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料，包括：浮石和负载在浮石上的N掺杂纳米TiO₂粒子。

优选的，所述N掺杂纳米TiO₂粒子的晶型包括锐钛型。

优选的，所述N掺杂纳米TiO₂粒子的晶粒度为10～30nm。

优选的，所述浮石的孔隙率为70～85％

本发明提供了一种N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将浮石、钛源、氮源、酸和溶剂混合，得到混合浆液；所述混合浆液的pH值≤3；

b)调节所述混合浆液的pH值至5～6，进行陈化，得到固体陈化产物；

c)将所述固体陈化产物进行煅烧，得到N掺杂纳米TiO₂/浮石复合材料。

优选的，步骤a)中，所述钛源包括四氯化钛、硫酸氧钛和钛酸正丁酯中的一种或多种；所述氮源包括硫酸铵、尿素和氯化铵中的一种或多种；所述酸包括盐酸和/或硫酸；

步骤b)中，调节所述pH值的试剂为碳酸铵。

优选的，步骤a)中，所述浮石、钛源和氮源的质量比为100：(100～150)：(80～120)。

优选的，步骤a)中，所述混合浆液的温度≤10℃。

优选的，步骤b)中，所述陈化的温度为30～60℃；所述陈化的时间为1～3h。

优选的，步骤c)中，所述煅烧的温度为550～650℃；所述煅烧的时间为3～5h。