[发明专利]一种二氧化钛光催化剂自掺杂改性的电化学法

摘要

本发明公开了一种二氧化钛光催化剂自掺杂改性的电化学法。首先对Ti片进行阳极氧化原位生长二氧化钛纳米管阵列(TiO₂NTs)，然后对其阴极还原得到Ti³⁺自掺杂的TiO₂NTs，最后将样品放入通着氮气的管式炉中高温煅烧得到含有稳定的Ti³⁺自改性的TiO₂NTs(Reduced TiO₂NTs)。本发明的效果和益处：首先，含有稳定的Ti³⁺使得材料光催化活性高，性能稳定。其次，制备的TiO₂NTs的管状结构使得光生电子定向传输，较大的比表面积更容易捕获光和接触污染物。最后，材料制备方法绿色、简单，且制备的全固态催化剂方便使用和回收，还可以做电极参与电化学领域的应用。性能损耗严重的催化剂还可以通过超声清洗再次制备，实现催化剂再生，降低成本。

主权项

1.一种二氧化钛光催化剂自掺杂改性的电化学法，其特征在于将预处理后的钛片进行阳极氧化之后，然后冲洗烘干进行阴极还原，冲洗后马上在氮气氛围中高温煅烧得到产品；具体步骤如下：(1)预处理：用剪刀剪出尺寸为1cm*4cm的Ti片，用乙醇、丙酮、去离子水依次超声清洗除去其表面杂质，烘干待用；(2)阳极氧化：将步骤(1)得到的钛片作为阳极，pt片作为阴极，以含有氟化氢的二甲基亚砜溶液为电解液进行阳极氧化，阳极氧化的电压是30‑40V，时间是6‑8h，氧化结束后的Ti片用去离子水冲洗并烘干，得到带有淡蓝色的钛基TiO2NTs材料；(3)阴极还原：将步骤(2)中得到的TiO2NTs材料作为阴极，pt片作为阳极，以0.1M的硝酸钠溶液为电解液进行还原反应，所述阴极还原的电压是3‑10V，时间是20‑60min，还原结束后的样品片用去离子水冲洗得到深蓝色的钛基TiO2NTs；(4)煅烧晶化：将步骤(3)中得到的钛基TiO2NTs材料迅速放入通着氮气的管式炉中高温煅烧，煅烧温度为450‑500℃,煅烧时间为2‑4小时，煅烧结束后得到稳定的Ti3+自改性的TiO2NTs光催化剂。