一种高结晶多孔单晶氧化钛-碳纳米管复合材料光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种高结晶多孔单晶氧化钛-碳纳米管复合材料的制备方法及其应用，以离子液体作为导向剂，水做溶剂，四氯化钛水溶液为钛源，采用微波辅助离子热合成法，清洁快速地合成了高结晶多孔单晶氧化钛-碳纳米管复合材料光催化剂，其单晶氧化钛颗粒大小为40-60nm。所合成的复合材料对Cr(VI)的还原要明显高于商业化P25，而且表现出很好的稳定性。碳纳米管的加入使得这类复合材料具有很好的电子空穴分离效率和更好的反应活性位。此类材料还可以广泛应用于光解水制氢、太阳能电池、抗菌、光催化处理污染物等领域。

主权项

一种高结晶多孔单晶氧化钛‑碳纳米管复合材料光催化剂的制备方法，所述催化剂为具有多孔结构的单晶氧化钛颗粒附着在碳纳米管上，单晶氧化钛粒径为40‑60nm，碳纳米管管径为60‑100nm，其特征在于，所述催化剂的制备包括以下步骤：(1)向液氮中加入一定体积的四氯化钛和水，待温度到室温后得到溶液A，液氮、四氯化钛和水的体积比为10：1‑3：4‑7；(2)将碳纳米管分散于水中，加入溶液A和离子液体，搅拌均匀，置于微波反应釜中，以20℃/min升温速率升温6‑8min，微波功率为1000w，在140‑160℃下反应1‑120min，冷却至室温，洗涤至中性，离心并真空干燥；水、溶液A和离子液体的体积比为192：7‑9：1‑3，碳纳米管中的碳元素与四氯化钛中的钛元素的理论摩尔比为7‑9：50。