[发明专利]一种介孔碳@TiO2核壳球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，包括如下步骤：（1）将乙二醇溶于丙酮，得溶液A；（2）将粒径可控的介孔碳球加入溶液A中，超声分散均匀得悬浮液B；（3）向悬浮液B中加入钛酸四丁酯，超声分散均匀后得悬浮液C；（4）将悬浮液C转移至磁力搅拌水热反应釜，反应物在磁力搅拌下发生溶剂热反应生成溶剂热产物D；（5）将溶剂热产物D经离心分离、洗涤、烘干和研磨后得介孔碳@TiO₂核壳球。本发明通过改变反应物配比，调控介孔碳@TiO₂核壳球壳层厚度，制备不同壳层厚度的介孔碳@TiO₂核壳球，方法简单易行，产物具有较强的可见光吸收能力和可见光催化效果。

技术领域

本发明涉及核壳材料合成领域，具体涉及一种介孔碳@TiO₂核壳球及其制备方法。

背景技术

TiO₂基异质结光催化材料广泛应用于光催化制氢、CO₂还原和污染物降解领域，其中碳和TiO₂异质结材料在太阳能光催化领域表现出优良的光催化性能，受到了广泛的关注。

目前，碳和TiO₂异质结材料主要是二者的简单复合，大多数碳和TiO₂异质结材料比表面积较小，且光生电子-空穴易复合，因而太阳能光催化效率较低。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，包括如下步骤：

（1）将乙二醇溶于丙酮，得溶液A；

（2）将粒径可控的介孔碳球加入溶液A中，超声分散均匀得悬浮液B；

（3）向悬浮液B中加入钛酸四丁酯，超声分散均匀后得悬浮液C；

（4）将悬浮液C转移至磁力搅拌水热反应釜，反应物在磁力搅拌下发生溶剂热反应生成溶剂热产物D；

（5）将溶剂热产物D经离心分离、洗涤、烘干和研磨后得介孔碳@TiO₂核壳球。

上述一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，在步骤（1）中：丙酮和乙二醇质量比为2:1~3:1。

上述一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，在步骤（2）中：介孔碳球粒径为200~400nm。

上述一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中：钛酸四丁酯和介孔碳球质量比为5:1~20:1。

上述一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，在步骤（4）中：磁力搅拌转速为300~400r/min，反应温度为150~180℃，反应时间为12~18h，填充度为50~80%。

上述一种介孔碳@TiO₂核壳球的制备方法，在步骤（5）中：通过离心分离去除杂质，经去离子水和乙醇洗涤后烘干、研磨得介孔碳@TiO₂核壳球。

本发明的技术方案获得了如下有益的技术效果：

本发明所用介孔碳球粒径大小在其合成过程中可以调控，采用粒径可控的介孔碳球，可以调控介孔碳@TiO₂核壳球核层大小，从而调控介孔碳@TiO₂核壳球载流子分离效率。

采用粒径可控的介孔碳球，再通过改变钛酸四丁酯用量，可以调控介孔碳@TiO₂核壳球的壁层厚度，进一步提高介孔碳@TiO₂核壳球载流子分离效率。