一种TiO₂-CaTaO₂N复合光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种TiO₂-CaTaO₂N复合光催化剂及其制备方法，属于无机功能材料领域。本发明的技术方案要点为：一种TiO₂-CaTaO₂N复合光催化剂，是由TiO₂与CaTaO₂N粉体复合而形成的，其中TiO₂与CaTaO₂N的摩尔比为6-16:1。本发明还公开了该TiO₂-CaTaO₂N复合光催化剂的制备方法。本发明TiO₂与CaTaO₂N的复合可以大大拓宽TiO₂的光谱响应范围，使TiO₂在可见光区域有良好的吸收，提高了太阳能的利用率；另外，TiO₂与CaTaO₂N的复合能够有效减小光生电子和空穴的复合概率，提高TiO₂的光催化活性。

主权项

一种TiO₂‑CaTaO₂N复合光催化剂的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：（1）将五氯化钽、碳酸钙和柠檬酸按摩尔比1:1:10的比例用无水甲醇配成混合溶液A，在搅拌的条件下在混合溶液A中加入乙二醇形成混合溶液B，其中乙二醇的加入量为混合溶液A中柠檬酸摩尔量的5倍，然后将混合溶液B在30℃的水浴中保持2小时得湿凝胶，湿凝胶经120℃干燥得干凝胶；（2）将步骤（1）所得的干凝胶在空气气氛下500℃煅烧2小时，然后在氨气气氛下1000℃煅烧10小时得CaTaO₂N粉体；（3）在搅拌的条件下将钛酸四丁酯和步骤（2）所得CaTaO₂N粉体按照摩尔比为6‑16:1的比例加入到无水乙醇中形成混合溶液C，其中钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:2；（4）将无水乙醇和质量浓度为40%的柠檬酸溶液配成混合溶液D，其中无水乙醇与质量浓度为40%的柠檬酸溶液的体积比为1:1；（5）在搅拌的条件下，按照混合溶液C与混合溶液D中无水乙醇体积比为1:1的比例将混合溶液D滴加到混合溶液C中，水解形成溶胶，继续搅拌得凝胶，凝胶经110℃干燥得干凝胶；（6）将步骤（5）所得干凝胶于450‑500℃保持2小时后得到具有高催化活性的TiO₂‑CaTaO₂N复合型光催化剂，其中TiO₂与CaTaO₂N的摩尔比为6‑16:1。