[发明专利]氮化钛/氮化镓异质结构材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备氮化钛/氮化镓异质结构材料的方法，其包括如下步骤：

（1）将镓源、表面活性剂以及去离子水加入水热反应釜中进行水热反应，得到氧化镓水合物前驱体；

（2）将所述氧化镓水合物前驱体加热分解得到一维氧化镓纳米线；

（3）以溶液法在所述一维氧化镓纳米线表面负载纳米二氧化钛，得到氧化镓和二氧化钛共沉淀；

（4）对所述共沉淀进行过滤和干燥，得到二氧化钛/氧化镓纳米棒状复合材料；

（5）对所述二氧化钛/氧化镓纳米棒状复合材料通入氮源进行氨化反应，得到氮化钛/氮化镓异质结构材料；

所述步骤（3）中的以溶液法在所述一维氧化镓纳米线表面负载纳米二氧化钛是通过包括如下步骤的方法进行的：

将所述一维氧化镓纳米线溶解于乙醇水溶液中，并且将钛源溶解于无水乙醇中；然后，将溶解好的钛源乙醇溶液滴加至溶解好的一维氧化镓纳米线的乙醇溶液中；

所述步骤（5）中的氮源选自氨气；

所述氨化反应是在如下条件下进行的：气体流量为0.1-2000sccm，反应温度为600-1000℃，升温速率为10-20℃/min，反应时间为1min-24h。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述镓源选自硝酸镓、硫酸镓、氯化镓、异丙醇镓、醋酸镓及其水合物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面活性剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸、十二烷基硫酸钠、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠、醋酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（1）中的水热反应是在如下条件下进行的：温度为100-220℃，时间为10min-48h。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述步骤（1）的水热反应之前采用氨水溶液对反应体系进行pH调节。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述pH调节是将pH调节至6-14。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述pH调节是将pH调节至7-9。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（2）中的加热分解是在如下条件下进行的：在200-750℃的空气氛围中加热1min-3h。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钛源选自四氯化钛、钛酸四丁酯、异丙醇钛、硫酸钛、硫酸氧钛、二氟氧钛中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤（4）中的干燥是在-80℃至-40℃下进行的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述步骤（4）中的干燥是在-60℃至-50℃下进行的。

12.一种根据权利要求1-11中任一项所述的方法制备的氮化钛/氮化镓异质结构材料，其中，所述氮化钛/氮化镓异质结构材料的形状为一维多孔纳米棒状，并且所述一维多孔纳米棒的长径比为1.5:1-20:1。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的方法制备的氮化钛/氮化镓异质结构材料或者根据权利要求12所述的氮化钛/氮化镓异质结构材料在光催化领域中的应用。