具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有肖特基结结构的棒状铜‑多孔二氧化钛微/纳米复合材料，由立方相的纳米Cu颗粒负载在锐钛矿型的棒状多孔TiO2的表面而成，它具有均一的棒状结构，且附着在其表面的纳米Cu尺寸小；该复合材料采用绿色、高效的还原剂及配位剂，在得到既定多孔形貌的同时成功构筑Cu@TiO2肖特基结构；该材料由于其特殊的多孔结构、小尺寸的Cu和肖特基结构，促进光生电荷的有效分离的同时，还可实现对于水分子的适宜吸附与氢气的脱附，提高Cu@TiO2在全光范围的光催化活性。本发明专利技术方法得到的多孔棒状微/纳米复合材料在全光下对水的分解制氢有很高的反应速率，其光催化分解水制氢效率优于二氧化钛，具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料的制备方法和应用
本专利技术属于化学化工、功能材料、光催化材料制备的
，具体涉及一种具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料的制备方法和应用。
技术介绍
长期以来，“能源”与“环境”都是困扰人类的两大世界级难题。一方面，不断增长的经济以及人们日益提升的物质需求，使得能源的消耗突飞猛进；另一方面，能源的消耗导致环境污染不断加剧，我们正在遭受大气、水体、土壤的“立体式”污染。“氢能”作为一种清洁能源有很多优点，无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，且在化学燃料中具有最高的能量密度(142MJkg-1)，而且燃烧生成的水还可以继续制氢，反复循环利用，是一种非常有前景的能源。但是目前在工业上氢气仍然主要以煤、石油和天然气制造，其中不可避免地产生温室气体和污染物，并且能耗巨大。而通过光催化技术来开发能够高效利用太阳能的光催化剂进行分解水制氢有望解决解决这两大难题。锐钛矿型二氧化钛微纳米材料作为一种环境友好的n型半导体，目前被广泛研究。但是由于二氧化钛的本征特性，其光生载流子会快速复合，且表面活性位较少，严重限制了其光催化分解水制氢活性。而负载助催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有肖特基结结构的铜‑多孔二氧化钛复合材料，其特征在于，其化学式为Cu@TiO2，由立方相的纳米Cu颗粒负载在锐钛矿型的棒状多孔TiO2的表面而成，其中纳米Cu颗粒与棒状多孔TiO2的接触部位构成肖特基结结构。

【技术特征摘要】
1.一种具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料，其特征在于，其化学式为Cu@TiO2，由立方相的纳米Cu颗粒负载在锐钛矿型的棒状多孔TiO2的表面而成，其中纳米Cu颗粒与棒状多孔TiO2的接触部位构成肖特基结结构。2.根据权利要求1所述的铜-多孔二氧化钛复合材料，其特征在于，该复合材料的比表面积为140～160m2/g，其中棒状多孔TiO2的长度为3～5μm，直径为0.8～1.5μm；纳米Cu颗粒的粒径为50～200nm。3.权利要求1或2所述具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)乙醇酸氧钛的合成；将钛源加入乙二醇中，然后进行溶胶凝胶反应，再经离心洗涤、干燥、冷却，得乙醇酸氧钛前聚体；2)多孔二氧化钛的合成；将乙醇酸氧钛加入水中混合均匀，加热进行水热反应，再经离心洗涤、烘干、冷却，得具有多孔结构的棒状二氧化钛材料；3)复合材料的合成；将多孔二氧化钛、铜源、氢氧化钠、乳酸加入乙醇中混合均匀，加热进行溶剂热反应，再经离心洗涤、烘干、冷却，即得所述具有肖特基结结构的铜-多孔二氧化钛复合材料。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，朱家新，魏毅，干逸欣，张梦梦，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42