[发明专利]一种氮掺杂复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氮掺杂复合光催化剂及其制备方法，步骤为：合成前驱体CsTi₂NbO₇；将前驱体CsTi₂NbO₇与HNO₃溶液进行反应，得到层状HTi₂NbO₇；将层状HTi₂NbO₇分散在去离子水中，剥离，得到HTi₂NbO₇纳米片溶胶；经冷冻干燥得到冷冻干燥HTi₂NbO₇纳米片；将HTi₂NbO₇纳米片分散在无水乙醇中，然后将钛酸异丙酯逐滴加入到上述溶液中，自然挥发干燥，形成TiO₂/HTi₂NbO₇纳米片的前驱体；将TiO₂/HTi₂NbO₇纳米片的前驱体与尿素混合，煅烧，得到N掺杂TiO₂/HTi₂NbO₇纳米片复合材料。本发明的催化剂能够提高催化剂的可见光响应，光催化性能稳定。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，特别涉及一种氮掺杂复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，工业废水的排放量逐年增加，引起环境的严重污染。目前，传统的有机污染物处理方法有物理方法、化学方法和生物化学方法等，但是都有或多或少的缺陷，不能满足可持续发展要求，主要存在催化效率低、高成本、二次污染等问题。光催化技术应用于环境控制领域具有高效、绿色、经济、有效利用太阳能等优点。

目前，光催化材料面临着合成工艺复杂、可见光利用率低、催化效率低和高能耗等问题，这使得其在工业生产及实际应用中受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮掺杂复合光催化剂及其制备方法，以得到具有较强的可见光催化活性的催化剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氮掺杂复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料Cs₂CO₃、Nb₂O₅、TiO₂混合，研磨，然后置于马弗炉，煅烧，合成前驱体CsTi₂NbO₇；

(2)将前驱体CsTi₂NbO₇与HNO₃溶液进行反应，所得产物依次进行洗涤和干燥处理，得到层状HTi₂NbO₇；

(3)将层状HTi₂NbO₇分散在去离子水中，得到悬浮液，对悬浮液进行剥离，并离心取上层清液，得到HTi₂NbO₇纳米片溶胶；

(4)将HTi₂NbO₇纳米片溶胶进行冷冻干燥处理，得到冷冻干燥HTi₂NbO₇纳米片；

(5)将HTi₂NbO₇纳米片重新分散在无水乙醇中，进行超声分散后磁力搅拌1小时，确保HTi₂NbO₇纳米片重新分散在无水乙醇中；然后将钛酸异丙酯逐滴加入到上述溶液中并进行磁力搅拌2小时，所得的溶液转移到培养皿中自然挥发干燥，形成TiO₂/HTi₂NbO₇纳米片的前驱体；