光催化材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光催化技術領域，特別提供了一種Ti〇2光催化材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 二氧化鐵（Ti〇2)因其自身的優越特性，在太陽能電池方面得到了廣泛應用，其主 要優點有：成本低、無毒性、資源廣和強氧化還原能力等。然而，由于Ti化的寬帶間隙，需要 光激發的波長約為387nm，對可見光吸收較弱。而太陽光中大約43%為可見光，因此，單純的 Ti化光催化劑很難利用可見光。
[0003] 隨后，有文獻用水熱法合成了介孔結構的Ti化，其表面積大，運種介孔結構是由直 徑約為lOnm的納米顆粒堆積而成的，有較大比表面積，但是其帶隙寬度并沒有改變多少， 對可見光的吸收仍然不高。若是在此基礎上想提高對可見光的利用率，只能通過在介孔微 球上負載一些量子點和與其它材料形成異質結構的方法實現，但是，由于對復合材料的材 料負載量、復合比例研究不到位、材料合成條件對材料性能影響評估不全面等問題，無法實 現使Ti化光催化劑能夠有效利用可見光的目的，而且還存在操作步驟多等問題。
[0004] 因此，如何改變Ti化光催化劑的帶隙寬度，實現其可有效利用可見光的目的，成為 人們亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 鑒于此，本發明的目的在于提供一種Ti〇2光催化材料及其制備方法，W至少解決W往Ti化光催化材料由于帶隙寬度的問題，無法有效利用可見光的問題。
[0006] 本發明一方面提供了一種Ti化光催化材料的制備方法，其特征在于，包括W下步 驟： 1) 在鐵酸四下醋溶液中加入乙二醇，攬拌后，再加入丙酬和二次水，出現白色沉淀后， 經離屯、得固體，將所述固體干燥后經過反應蓋反應，制得介孔微球Ti〇2; 2) 將所述介孔微球Ti化放入真空干燥箱中，在溫度為180~220°C條件下，高溫處理 2~6h〇
[0007] 優選，在步驟1)中，所述鐵酸四下醋與所述乙二醇的體積比為1:25。
[0008] 進一步優選，在步驟2)中，所述真空干燥箱中的真空度為2X104pa。
[0009] 進一步優選，在步驟2)中，所述高溫處理時間為地。
[0010] 本發明另一方面還提供了一種Ti化光催化材料，其特征在于：所述光催化材料由 按照上述制備方法制備而成。
[0011] 優選，所述光催化材料為介孔結構，顏色呈深棟色。
[0012] 進一步優選，所述光催化材料可吸收波段的波長為380~700nm，比表面積為150m7 g~200mVg〇
[0013] 本發明提供的Ti〇2光催化材料的制備方法，首先通過水熱法合成了介孔微球 Ti〇2,然后再對合成后的介孔微球Ti〇2進行真空高溫處理，其不僅保持了水熱法合成中二 氧化鐵的介孔結構W及比表面積大等優勢，同時還使介孔微球Ti化由白色變為深色(深棟 色)，引入了Ti3+-氧空穴，從而有效提高了Ti化光催化材料對于可見光的吸收和利用率，使 其能在380nm-700nm波長范圍內有響應，增大對太陽能的利用率，一定程度上提高了光催 化活性。
[0014] 本發明提供的Ti化光催化材料及其制備方法，具有W下優點： 1)通過水熱法制備出二氧化鐵的介孔結構，比表面積大，能吸附污染物，具有大量活性 位點。
[0015] 2)在制備高溫真空處理的樣品的過程中，既能有效繼承二氧化鐵微球高比表面積 和小尺寸等優點，又能引進Ti3+-氧空穴，提高運種材料的光催化性能。
[0016] 3)制備方法簡單，易于操作，成本低。
【附圖說明】
[0017] 圖 1 為四個樣品（Ti〇2,2hTi〇2,4hTi〇2,6hTi〇2)實物圖； 圖 2 為四個樣品（Ti〇2,2hTi〇2,4hTi〇2,6hTi〇2)的TEM圖； 圖 3 為四個樣品（Ti〇2,2hTi〇2,4hTi〇2,6hTi〇2)的X畑圖； 圖4為四個樣品（Ti〇2,2hTi〇2,4hTi〇2,化Ti〇2)的固體紫外圖； 圖5為四個樣品（Ti〇2,2hTi〇2,4hTi〇2,化Ti〇2)的光解化B圖； 其中，Ti〇2,化Ti〇2,4hTi〇2,化Ti〇2依次對應水熱法合成的Ti〇2,在真空干燥箱中高 溫處理化后的Ti〇2,在真空干燥箱中高溫處理地后的Ti〇2,在真空干燥箱中高溫處理化 后的Ti〇2; 圖6為3個樣品（2hTi〇2,2hP25型納米二氧化鐵，Ti〇2)的光解化B圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面W具體的實施方案對本發明進行進一步解釋，但是并不用于限制本發明的保 護范圍。
[0019] 為了解決W往由于二氧化鐵的寬帶間隙，導致二氧化鐵光催化劑無法有效利用可 見光，活性低的問題，本實施方案提供了一種Ti化光催化材料的制備方法，該方法首先通過 水熱法合成介孔微球Ti化，然后通過對介孔微球Ti化在真空干燥箱中進行高溫處理，使介 孔微球Ti〇2由白色變為深色(深棟色)，引入了Ti3+-氧空穴，從而有效提高了Ti〇2光催化材 料對于可見光的吸收和利用率，使其能在380nm-700nm波長范圍內有響應，增大對太陽能 的利用率，一定程度上提高了光催化活性，具體的制備步驟如下： 1) 在鐵酸四下醋溶液中加入乙二醇，攬拌后，再加入丙酬和二次水，出現白色沉淀后， 經離屯、得固體，將所述固體干燥后經過反應蓋反應，制得介孔微球Ti化，其中，優選鐵酸四 下醋與乙二醇的體積比為1:25 ; 2) 將所述介孔微球Ti化放入真空干燥箱中，在溫度為180~220°C條件下，高溫處理 2~6h，其中，真空干燥箱中的真空度優選為2X104pa。
[0020] 其中，二次水為化學領域中通用的詞語，即經過第二次蒸饋過的水。
[0021] 上述制備方法具有簡便、環保、經濟等優點，通過對水熱法合成的介孔Ti〇2進行改 性使其顏色加深具有對可見光的吸收，并確定了相應的高溫處理條件和時間，發明人通過 實驗發現只有選用上述原料作為反應物，進行水熱合成的Ti〇2作為真空高溫處理的對象才 能達到吸收可見光的目的，由于上述方法合成的Ti化具有介孔結構W及比表面積大等優 勢，再配合高溫處理后Ti3+-氧空穴的引入，能夠有效提高最終生成的Ti〇2光催化材料對于 可見光的吸收和利用率，進而提高Ti化的光催化活性。
[0022]通過上述方法制備的Ti〇2光催化材料不僅繼承了水熱法中介孔微球TiO2的外貌 形態和高比表面積，而且增加了Ti化光催化材料對可見光的吸收和降解污染物的能力，從 而更多的提高了對太陽光的利用率，運也就實現了現代社會對新型材料的高要求，有利于 該Ti〇2光催化材料在工業生產上的推廣應用，實現其的實用化和商品化。
[0023] 通過上述方法制備的Ti〇2光催化材料為介孔結構，顏色呈深棟色，可吸收波段的 波長為380~700nm，比表面積為150m2/g~200m2/g。
[0024] 實施例
[00巧]下面介紹的為本發明較為優選的實施例，并不用于對本發明的限定。
[0026] 實施例1 1、制備方法 在鐵酸四下醋溶液中加入乙二醇，其中，鐵酸四下醋與乙