[发明专利]一种具有微孔结构的Ti3

说明书

本发明提供了一种具有微孔结构的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料及其制备方法，涉及光催化材料技术领域，该制备方法包括：向盛有Ti₃AlC₂粉末的容器中滴加HF溶液，依次经过磁力搅拌、离心洗涤后至第一混合液的pH＞6，干燥后得到Ti₃C₂粉末；向Ti₃C₂粉末加入溶剂，Ti₃C₂粉末与溶剂的质量比为(1‑3)：(35‑90)，再依次进行超声、搅拌，得到第二混合液；将第二混合液进行水热处理，再经过洗涤、干燥后得到具有微孔结构的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料。与现有技术相比，本发明利用水热法在Ti₃C₂/TiO₂的手风琴状结构上产生大小及深浅不一的微型孔，进而增加其对光子的捕获能力，提高光利用率。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体而言，涉及一种具有微孔结构的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料及其制备方法。

背景技术

作为原始自然能源的替代能源，清洁能源近年来引起了广泛的关注，其中，光催化产能技术中的TiO₂纳米材料，由于其具有合适的能带结构，能够将太阳能转化为化学能，是作为光催化的最佳材料，成为了近年来的研究热点。同样地，Ti₃C₂MXene是一种近几年发现的具有二维层状结构的过渡金属碳化物，其具有良好的费米能级、优异的导电性和表面亲水性，在储能、光催化、复合材料等领域具有广泛的应用前景。随着技术的发展，人们试图将TiO₂纳米材料与二维层状结构的Ti₃C₂MXene相结合，得到性能优异的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料，但是由于Ti₃C₂/TiO₂中TiO₂的禁带宽度较大，只能吸收太阳光谱中5％左右的紫外光，导致对太阳光利用率低，且TiO₂的光生载流子复合速率快，因而导致TiO₂纳米材料产氢率低，进而使应用受到限制。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中的TiO₂对太阳光利用率低，光生载流子复合速率快以及产氢效率低的问题。

为解决上述问题中的至少一个方面，本发明提供一种具有微孔结构的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，向盛有Ti₃AlC₂粉末的容器中滴加HF溶液得到第一混合液，依次经过磁力搅拌、离心洗涤后至所述第一混合液的pH＞6，干燥后得到Ti₃C₂粉末；

步骤S2，向所述Ti₃C₂粉末加入溶剂，所述Ti₃C₂粉末与所述溶剂的质量比为(1-3)：(35-90)，再依次进行超声、搅拌，得到第二混合液；

步骤S3，将步骤S2中的所述第二混合液进行水热处理，再经过洗涤、干燥后得到具有微孔结构的Ti₃C₂/TiO₂光催化材料。

较佳地，步骤S2中，所述溶剂包括无水乙醇和去离子水，且所述无水乙醇和所述去离子水的体积比为1：1。

较佳地，步骤S1中，所述磁力搅拌包括：在30℃-60℃的温度下磁力搅拌48-72h。