[发明专利]一种复合光催化剂的制备方法、产物及其应用

说明书

本发明属于光催化剂领域，具体是一种复合光催化剂的制备方法、产物及其应用，本发明将二维层状纳米材料Ti₃C₂‑MXene浸没入钛酸酯溶胶中，在MXene表面覆盖钛酸酯溶胶，经过干燥和高温反应后，获得TiO₂/MXene复合光催化剂，对有机污染物具有较好的光催化降解作用。

技术领域

本发明属于光催化剂领域，涉及一种复合光催化剂的制备方法、产物及其应用。

背景技术

二氧化钛是一种优良的光催化剂，可催化降解诸多有机污染物，包括有机溶剂、有机染料等。为了进一步提高二氧化钛的光催化性能，研究者将其和一些材料复合。

MXene是一种新型的二维层状材料，具有较高的比表面积，优良的导热导电性能。现有一些报道将二氧化钛和MXene复合做复合催化剂的方法。CN104529455B公开了一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，低温氧化MXene-Ti₃C₂表面形成TiO₂，获得TiO₂/MXene-Ti₃C₂纳米复合材料。CN107159286A公开了一种Ti₃C₂/TiO₂二维材料的制备方法，Ti₃C₂经过水热反应后300℃加热1～2h加热获得。

本发明人经过大量的试验，找到一种具有光催化活性更高的复合光催化剂。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术缺陷，提供一种复合光催化剂的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种复合光催化剂。

本发明还有一个目的在于提供一种复合光催化剂的应用。

本发明的技术方案如下：

一种复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤，

S1、由钛酸酯经过溶胶方法获得钛酸酯溶胶；

S2、将二维层状纳米材料Ti₃C₂-MXene浸没入步骤S1的钛酸酯溶胶中，取出，低于60℃下干燥，再浸入步骤S1的钛酸酯溶胶中，再取出干燥，如此反复操作2～5次，再置于400～800℃环境中加热10～100分钟，获得所述复合光催化剂。

步骤S1中的钛酸酯经过溶胶方法获得钛酸酯溶胶是一种常规的方法，是将钛酸酯和醇类溶剂、水混合，再加入酸进行水解，获得所述溶胶，所述钛酸酯选自钛酸乙酯、钛酸异丙酯和钛酸丁酯中的一种或几种。

优选的，步骤S2中所述二维层状纳米材料Ti₃C₂-MXene层片厚度不超过50nm。

优选的，步骤S2中所述二维层状纳米材料Ti₃C₂-MXene和钛酸酯溶胶的重量比为1:2～10。更优选的，重量比为1:3～8。

优选的，步骤S2中所述环境的温度为500～700℃；优选的，所述加热的时间为30～70min。

优选的，步骤S2中所述环境压力为0.08～0.15MPa，更优选的，环境压力为0.1～0.12MPa。

一种复合光催化剂，由上述任一项实施方案所述的制备方法制备获得。

一种上述实施方案所述的复合光催化剂在光催化降解有机污染物上的应用。