[发明专利]一种BN负载TiO2

说明书

本发明涉及光催化降解技术领域，且公开了一种BN负载TiO₂‑SrTiO₃异质结光催化降解材料，通过水热法使晶核自组装得到枫叶状纳米二氧化钛，钬掺杂引起晶格缺陷，提高了二氧化钛的光响应频段，钛酸锶晶核被聚乙烯醇分子保护并逐渐聚集，形成钛酸锶纳米花，二氧化钛和钛酸锶形成异质结结构，在受到光辐射时，二氧化钛和钛酸锶产生光生电子‑空穴，异质结的存在能抑制光生电子‑空穴的复合，光生电子和空穴会与水反应生成羟基、超氧自由基，将有机污染物氧化，通过氮化硼对有机污染物的吸附作用，提高复合光催化剂周围污染物的浓度，进而提高复合光催化剂的光催化活性。

技术领域

本发明涉及光催化降解材料技术领域，具体为一种BN负载TiO₂-SrTiO₃异质结光催化降解材料及制法。

背景技术

二氧化钛是一种具有独特以为结构的纳米材料，具有优异的光电化学性能、生物化学惰性、耐腐蚀性能和光催化活性，在环境污染处理、自清洁材料和燃料敏化太阳能电池等领域有着重要的研究，但是普通的二氧化钛存在自身半导体的缺陷，自身比表面积较小，导致表面存在的光催化降解活性位点较少，而且二氧化钛的吸收波段主要集中在紫外光区，难以对紫外光占比较小的太阳光进行吸收利用，另外，单独以二氧化钛作为光催化降解材料时，其自身光生电子和空穴十分容易复合，无法达到光催化降解甲基橙、罗丹明B等有机污染物的作用，因此需要对二氧化钛进行形貌改进，提高其比表面积，另外，可以将其与硫化亚铜、钛酸锶等无机半导体材料进行复合，形成异质结型光催化降解材料，同时，将异质结型光催化降解材料负载在具有吸附罗丹明B、甲基橙等有机污染物性能的无机材料上，进一步提高复合光催化降解材料的光催化活性。

钛酸锶是一种具有锶和钛的氧化物，是一种典型的钙钛矿，具有良好的化学稳定性、丰富的元素组成和生物相容性，在压敏电阻、先进陶瓷和光催化领域有着十分广泛的研究，是一种具有极大研究价值的光催化降解材料，然而传统的钛酸锶比表面积较小，然而单独以钛酸锶作为光催化降解材料时，其较小的比表面积以及光生电子和空穴十分容易复合，无法在光催化领域实际应用，因此需要对钛酸锶进行适当地改进，一方面从形貌入手，通过提高其比表面来增大钛酸锶与光能的接收面积以及和甲基橙、罗丹明B等有机污染物的反应接触面积，另一方面，通过将钛酸锶和二氧化锡、二氧化钛等其他半导体进行复合，形成异质结型光催化降解材料，拓宽其光响应频段，从而进一步提高钛酸锶的光催化活性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种BN负载TiO2-SrTiO3异质结光催化降解材料及制法，解决了单一的二氧化钛光催化降解活性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种BN负载TiO2-SrTiO3异质结光催化降解材料，所述BN负载TiO2-SrTiO3异质结光催化降解材料的制法包括以下步骤：

(1)向圆底烧瓶中加入无水乙醇溶剂、钛酸四丁酯，超声混合均匀后，加入乙酸和硝酸钬，在冰水浴中剧烈搅拌1-2h，继续加入去离子水，转移至反应釜中进行水热反应，产物冷却后洗涤并干燥，得到钬掺杂枫叶状纳米二氧化钛前驱体；

(2)将钬掺杂二氧化钛纳米花前驱体置于坩埚中，转移至管式炉内进行煅烧，产物冷却后洗涤并干燥，得到钬掺杂枫叶状纳米二氧化钛；

(3)向圆底烧瓶中加入乙醇溶剂、钬掺杂枫叶状纳米二氧化钛、钛酸四丁酯，超声分散均匀后，加入硝酸锶、氢氧化钾和聚乙烯醇，搅拌均匀后转移至反应釜内，转移至烘箱中进行水热反应，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到异质结型钬掺杂枫叶状纳米二氧化钛-钛酸锶纳米花复合材料；