一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法，所得材料能在可见光下高效率地降解有机污染物甲基橙。所述方法包括：将邻菲啰啉与钛酸正丁酯溶解在乙醇中混合均匀后，转至水热釜反应。反应结束后将样品分离，清洗，即得产品。其特征是所得产品比TiO2具有更高的稳定性及更高效的可见光催化活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米半导体氧化物材料
，尤其涉及一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法。
技术介绍
二氧化钛（TiO2）是一种理化性质稳定、安全无毒、成本低廉的半导体氧化物，在光照射下形成强氧化氛围，几乎能将所有的有机毒物质彻底氧化分解成二氧化碳，水等无毒的小分子物质。太阳能是清洁而经济的能源，TiO2能利用太阳能进行催化的性能使其在降解环境污染领域的应用受到极大的关注。但TiO2的能带间隙较宽，为3.2eV，这使得它只能吸收利用占到达地面太阳光能5％以下的紫外光(λ＜387nm)，不能有效利用太阳光中占绝大数的可见光的能量，能太阳光能量的利用率极低。因此，探讨对TiO2的改性，拓宽其吸附光谱向可见光移动，从而提高对太阳光能量的利用率，是目前TiO2光催化剂研究的焦点。大量研究实验表明，通过掺杂[J.Phys.Chem.C,2007,129,4538]、贵金属沉积[J.Phys.Chem.C,2010,114,16475]、染料敏化[J.Photochem.Photobiol.,A,2009,204,168]等方法可有效拓宽TiO2的光响应范围，提高其光催化活性。最近的研究显示，以含有大π共轭键的聚合物与TiO2形成复合物，有可能可以增强其光催化活性。其原理可能是大π键的共轭体系有利于电子的传导，从而利于光生电子的产生及与光生空穴的分离。但目前这方面的研究还很有限。在本专利技术方法中，提供了一种新颖的利用大π键单体化合物修饰TiO2，增强其光活性的方法。利用含有三个芳香环大π共轭键的邻菲啰啉，通过简单的一步水热合成法，修饰TiO2，得到TiO2-邻菲啰啉复合物。通过邻菲啰啉的协同作用，使得所得产品具有更好的热稳定性和更强的可见光催化活性。本专利技术涉及一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法，原料易得，成本低，操作简单，所述方法未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法，本专利技术采取如下手段：（1）将邻菲啰啉与3mL钛酸正丁酯溶解于20mL的乙醇中，邻菲啰啉量的范围为：0.3-1.5mmol；（2）将（1）所得溶液加入至水热反应釜，180℃反应24h后将所得固体离心分离、清洗、烘干后即得产品。所得的材料为利用邻菲啰啉修饰TiO2，并且是通过一步水热反应完成修饰过程。所得的材料具有比TiO2更好的热稳定性及可见光催化活性，可在可见光下降解甲基橙。本专利技术的优点是：利用含有大π共轭键的单体有机化合物邻菲啰啉修饰TiO2，通过协同效应，增强TiO2的稳定性及光催化活性；原料易得，成本低，操作简单；所得产品具有优良的光催化性能，可利用可见光降解有机污染物甲基橙。附图说明图1为本专利技术之实施例1产品的热失重图；图2为本专利技术之实施例1所得产品可见光降解甲基橙。具体实施方式实施例1将0.3mmol邻菲啰啉与3mL钛酸正丁酯加入到20mL无水乙醇中，剧烈搅拌1h后，装入100mL水热反应釜，180℃反应24h。温度降至室温后，拿出反应釜，将所得产品用去离子水和无水乙醇交替洗涤多次。80℃干燥4小时，碾碎成粉。实施例2将1.5mmol邻菲啰啉与3mL钛酸正丁酯加入到20mL无水乙醇中，剧烈搅拌1h后，装入100mL水热反应釜，180℃反应24h。温度降至室温后，拿出反应釜，将所得产品用去离子水和无水乙醇交替洗涤多次。80℃干燥4小时，碾碎成粉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法，其特征在于：（1）将邻菲啰啉与3 mL钛酸正丁酯溶解于20 mL的乙醇中，邻菲啰啉量的范围为：0.3‑1.5 mmol；（2）将（1）所得溶液加入至水热反应釜，180℃反应24 h后将所得固体离心分离、清洗、烘干后即得产品。

【技术特征摘要】
1.一种通过一步反应稳定及增强TiO2活性的方法，其特征在于：
（1）将邻菲啰啉与3mL钛酸正丁酯溶解于20mL的乙醇中，邻菲啰啉量的范围为：0.3-
1.5mmol；
（2）将（1）所得溶液加入至水热反应釜，180℃反应24h后将所得固体离心分离、清洗、
烘干后即得产品。
2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华麟，陈萍华，张为波，厉梦琳，刘军，田磊，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36