[发明专利]类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料、其制法与应用

权利要求书

1.类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料于可见光照射下降解对氯苯酚或对硝基苯酚中的应用，其特征在于：所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料包括作为载体的类海胆状二氧化钛，以及负载于所述载体表面的氧化亚铜纳米颗粒，所述类海胆状二氧化钛与所述氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构；所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料比表面积为22~26m²/g，孔径范围集中于4~70nm，所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料中类海胆状二氧化钛与氧化亚铜的质量比为3:1~48:1；所述类海胆状二氧化钛为金红石相；所述类海胆状二氧化钛包含复数个二氧化钛纳米刺，纳米刺直径为40~60nm，该复数个二氧化钛纳米刺相互堆叠形成具有多孔结构的类海胆状结构，所述类海胆状二氧化钛的尺寸为2~3μm，比表面积为20~24m²/g，其孔道直径范围为5~60nm；所述氧化亚铜纳米颗粒的粒径为5~20nm；

其中，所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料的制备方法包括：

将二氧化钛前驱物、表面活性剂、盐酸、溶剂和水均匀混合，形成水热反应体系；

使所述水热反应体系于100-240℃进行水热反应6-48h，之后将所获固形物400~500^oC下煅烧1~2h，获得类海胆状二氧化钛；

将氧化亚铜前驱物、乙二胺四乙酸二钠、所述类海胆状二氧化钛、氢氧化钠溶液和水均匀混合，形成第二混合反应体系，并于室温下搅拌反应0.5~1h，之后加入添加剂，继续搅拌反应10~30min，然后加入还原剂反应，再经后处理获得类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述二氧化钛前驱物选自钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸戊酯中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述溶剂选自水、乙二醇、乙醇、甘油、丙酮中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述溶剂为乙二醇。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述溶剂与水的体积比为0.5:1~5:1。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述表面活性剂与溶剂的质量体积比为1:1~85:1mg/mL。

8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述盐酸与二氧化钛前驱物的体积比为2:1~20:1。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于还包括：在所述水热反应结束后，先将所获固形物洗涤3~6次，之后于60~80℃烘干，再进行所述的煅烧处理。

10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氧化亚铜前驱物选自醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜、乙酰乙酸铜中的任意一种或两种以上的组合。

11.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述添加剂选自乙二胺四乙酸二钠、溴化十六烷基三甲基铵、抗坏血酸、乙醇、氢氧化钠、盐酸、N-甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的任意一种或两种以上的组合。

12.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述还原剂选自抗坏血酸、柠檬酸钠、肼、硼氢化钠中的任意一种。

13.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氧化亚铜前驱物与类海胆状二氧化钛的质量比为0.01:3~1:3；所述氧化亚铜前驱物与添加剂的摩尔比为0.1:1~20:1；所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1~10mol/L；所述还原剂与氧化亚铜前驱物的质量比为1:30~1:80。

14.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述后处理包括：在所述反应结束后，先将反应所获混合物以8000~10000rpm离心5~10min，洗涤3~6次，之后于60~70℃真空干燥10~12h，获得所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料。