[发明专利]一种可见光响应的B,N共掺杂SnO2

说明书

本发明公开了一种可见光响应的B,N共掺杂SnO₂/TiO₂前驱体及其制备方法和应用，所述SnO₂/TiO₂前驱体中，B、N、Sn和Ti元素的摩尔比为0.1～0.5:1～3:0.01～0.1:1。所述前驱体以钛酸酯、锡酸酯为Ti和Sn元素的来源，结合致孔剂，和含B和N元素的物质，并通过调节螯合剂、水和一元醇的含量，使各元素在前驱体中的均匀分布。本发明提供的前驱体可溶于常见的有机溶剂中，进而通过浸渍使其负载在石英棉、玻璃片、纤维等基质上，负载后在空气中焙烧即可得到负载型的光催化剂，既解决了普通TiO₂光催化剂对可见光无响应的问题，也解决了实际应用中催化剂沉降慢、难回收利用等问题。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体地说，涉及一种可见光响应的B,N共掺杂SnO₂/TiO₂前驱体及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，能源短缺和环境污染成为日益严重的两大问题。空气和水中难降解有机污染物含量增加，使得生态环境和人类健康都受到重大威胁。各种新型污染物如药品及个人护理、内分干扰素及挥发性有机物都对环境处理技术提出了更高的要求。

喹诺酮类抗生素(包括氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星等)因其具有抗菌谱广、抗菌活性强、与其他抗菌药物无交叉耐药性和毒副作用小等特点，被广泛应用于畜牧、水产等养殖业中，是一类人畜通用的药物。大多数喹诺酮类抗生素在人体内不能完全代谢，会作为代谢产物排出体外，并通过食物链累积到人体中，或诱发抗生素抗性基因的产生，危害人类健康和生态安全。在常用的半导体光催化剂中，TiO₂具有活性高、稳定性好，不产生二次污染，对人体无害，价格便宜等诸多优点，成为最受重视和具有广阔应用前景的光催化剂。

Romana Khan等(Khan,R.and T.-J.Kim(2009).Preparation and applicationof visible-light-responsive Ni-doped and SnO₂-coupled TiO₂ nanocompositephotocatalysts.Journal of Hazardous Materials 163(2-3):1179-1184.)采用溶胶-凝胶法制备TiO₂和xNi-TiO₂，通过配体交换反应将SnO₂与TiO₂偶联，最后对其进行热处理得到催化剂。光催化测试表明：xNi–TiO₂–SnO₂复合材料具有良好的可见光响应光催化活性，降解甲苯的能力优于TiO₂，xNi–TiO₂以及TiO₂–SnO₂。但所得催化剂以粉末形式存在，不利于催化剂的回收用，使得单位质量的二氧化钛利用率低。

Amandeep Kaur等(Kaur,A.,et al.(2018).Facile synthesis of CdS/TiO₂nanocomposite and their catalytic activity for ofloxacin degradation undervisible illumination.Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry360:34-43.) 采用水热法合成了CdS/TiO₂纳米颗粒。光催化测试表明，在可见光下，180min对氧氟沙星的降解率为86％，优于纯TiO₂的降解效率。但所得催化剂降解时间长，效率低，且以颗粒形式存在，不利于回收和实际应用。