[发明专利]一种高光催化活性Ag掺杂CaTi2

说明书

本发明公开了一种高光催化活性Ag掺杂CaTi₂O₅纳米材料的制备方法，以钛的化合物、钙的化合物、银的化合物为原料，采用溶剂热法，获得具有高光催化活性的Ag掺杂CaTi₂O₅纳米粉体材料。此外，还公开了利用上述制备方法制得的产品。本发明通过引入Ag实现了CaTi₂O₅化学结构的变化和表面修饰，从而有效提高了CaTi₂O₅在太阳光下的光催化活性。本发明工艺方法简单、成本低，对于亚稳相CaTi₂O₅光催化的研究、应用和发展具有重要的价值和意义。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种在太阳光下具有高光催化活性的Ag掺杂CaTi₂O₅纳米材料的制备方法及其制得的产品。

背景技术

随着人民生活水平的提高，污染问题尤其是水资源的污染问题越来越严重，如何解决此问题已引起了全世界的关注。目前，光催化技术为解决水污染问题提供了一条绿色途径，纳米光催化剂在光催化领域显示出了巨大潜力和长久的生命力。

现有技术通过水热法和固相法可制备CaTiO₃相的光催化剂材料，而CaTi₂O₅则是在制备CaTiO₃过程中作为一种中间相出现。研究表明，亚稳相CaTi₂O₅具有明显的光催化效果，CaTi₂O₅纳米结构在紫外灯光照射下降解罗丹明染料具有优越于P25的光催化性能。然而，尽管CaTi₂O₅具有良好的催化效果，但其在紫外光370nm有较强的吸收边，说明其对可见光利用率较低，从而影响和限制了其光催化性能。而现有技术为拓展光催化剂材料的光利用范围，通常是对材料尺寸、形貌结构等进行调控处理，以提高材料的光催化性能。因此，控制材料尺寸、形貌或表面结构，均匀性或单分散性的调控合成方法，一直是业内追求的目标。

然而，众所周知，单独地通过调控反应参数来实现形貌、尺寸和表面结构是很难做到的。纵观研究表明，目前几乎都要借助表面活性剂等添加剂，来改变不同晶面的生长速率，以调控产物的形貌、尺寸和表面结构。此外，目前现有技术的制备方法需要特殊的装置，并需要在表面活性剂或模板的条件下进行，从而极大地限制了光催化剂的研究、应用和发展。如何通过简单的工艺方法实现CaTi₂O₅的改性处理，以获得有利于提高光利用率等性能的形貌结构、特性，对于CaTi₂O₅光催化剂材料的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高光催化活性Ag掺杂 CaTi₂O₅纳米材料的制备方法，通过引入Ag、采用工艺简单成本低的溶剂热法，实现CaTi₂O₅化学结构的变化和表面修饰，从而有效提高CaTi₂O₅在太阳光下的光催化活性。本发明的另一目的在于提供利用上述制备方法制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种高光催化活性Ag掺杂CaTi₂O₅纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钛的化合物溶解于有机溶剂中，按照摩尔比钛的化合物∶有机溶剂＝ 1∶5～10，搅拌至均匀，得到含有钛的黄色有机溶液A；

(2)将钙的化合物、银的化合物、pH值为1～3的蒸馏水、有机溶剂进行混合，搅拌至均匀得到B液；其中，按照摩尔比所述钙的化合物∶pH值为1～3的蒸馏水∶有机溶剂＝1∶50～200∶5～15，所述银的化合物其掺杂量按照摩尔百分比为钙的化合物的0.01～0.07％；