【技术实现步骤摘要】
类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料、其制法与应用
本专利技术属于纳米材料制备的
，具体涉及一种类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料、其制法与应用。
技术介绍
半导体异质结材料是提高光催化活性的重要策略，得到了广泛地关注。主要的策略有能带结构工程、界面状态调控、晶面间结等方法提升异质结材料的光催化性能。二氧化钛作为一种宽带隙半导体，由于其在光催化、光伏等太阳能利用方面具有广阔的应用前景，引起了人们的广泛关注。但是由于二氧化钛的光催化性能受到许多因素的影响，比如紫外光区吸收、光生电子和空穴的快速复合。因此，采用异质结构的方法来解决上述问题。实验结果和理论计算表明，用金属氧化物颗粒对二氧化钛进行表面改性可以成为制备优良复合光催化材料的有效途径。通常采用的窄带隙金属氧化物如钨酸铋和钒酸铋，通过在二氧化钛上负载窄带隙金属氧化物，得到的复合材料能够可见光响应。而氧化亚铜的带隙在2～2.2eV之间，具有高达18％的理论电转化效率，而且属于地壳丰度高的元素。现有的半导体光催化剂，如TiO2、ZnO、CdS、ZnS、WO3等都存在着光催化...
【技术保护点】
1.一种类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料，其特征在于：所述复合材料包括作为载体的类海胆状二氧化钛，以及负载于所述载体表面的氧化亚铜纳米颗粒，所述类海胆状二氧化钛与所述氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构；/n优选的，所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料比表面积为22～26m
【技术特征摘要】
1.一种类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料，其特征在于：所述复合材料包括作为载体的类海胆状二氧化钛，以及负载于所述载体表面的氧化亚铜纳米颗粒，所述类海胆状二氧化钛与所述氧化亚铜纳米颗粒形成异质结结构；
优选的，所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料比表面积为22～26m2/g，孔径范围集中于4～70nm，所述类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料中类海胆状二氧化钛与氧化亚铜的质量比为3:1～48:1；优选的，所述类海胆状二氧化钛为金红石相；优选的，所述类海胆状二氧化钛包含复数个二氧化钛纳米刺，纳米刺直径为40～60nm，该复数个二氧化钛纳米刺相互堆叠形成具有多孔结构的类海胆状结构，所述类海胆状二氧化钛的尺寸为2～3μm，比表面积为20～24m2/g，其孔道直径范围为5～60nm；优选的，所述氧化亚铜纳米颗粒的粒径为5～20nm。
2.一种类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料的制备方法，其特征在于包括：
使包含二氧化钛前驱物的水热反应体系通过水热反应得到类海胆状二氧化钛；
使氧化亚铜前驱物、类海胆状二氧化钛和还原剂反应，从而在所述类海胆状二氧化钛表面生长氧化亚铜纳米颗粒，获得类海胆状二氧化钛/氧化亚铜复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包括：
将二氧化钛前驱物、表面活性剂、盐酸、溶剂和水均匀混合，形成所述水热反应体系；
使所述水热反应体系于100-240℃进行水热反应6-48h，之后将所获固形物400～500℃下煅烧1～2h，获得所述类海胆状二氧化钛。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛前驱物包括钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸戊酯中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述溶剂包括水、乙二醇、乙醇、甘油、丙酮中的任意一种或两种以上的组合，优选为乙二醇；
和/或，所述溶剂与水的体积比为0.5:1～5:1；
和/或，所述表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述表面活性剂与溶剂的质量体积比为1:1～85:1mg/mL；
和/或，所述盐酸与二氧化钛前驱物的体积比为2:1～20:1；
和/或，所述制备方法还包括：在所述水热反应结束后，先将所获固形物洗涤3～6次，之后于60～80℃烘干，再进行所述的煅烧处理。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包括：
将所述氧化亚铜前驱物、乙二胺四乙酸二钠、类海胆状二氧化钛、氢氧化钠溶液和水均匀混合，形成第二混合反应体系；使所述第二混合反应体系于室温下搅拌反...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫恒，薛建斌，祁磊，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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