桥接型TiO制造技术

本发明专利技术属于催化材料制备、水污染处理技术领域，尤其涉及桥接型TiO2‑

【技术实现步骤摘要】
桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂及其制备和应用


[0001]本专利技术属于催化材料制备、水污染处理
，具体涉及一种桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂及其制备和应用。

技术介绍

[0002]工业领域的快速发展给环境领域带来了巨大的压力，实现污染物高效降解和氢能源的开发以及实现CO2的利用是解决上述问题的主要途径。太阳能是清洁、无限的能源，而光催化技术在利用太阳能解决环境问题方面起重大作用。g
‑
C3N4作为一种可见光响应型半导体材料，具有稳定性高、廉价、结构与性能可调控性高等优点，但是g
‑
C3N4存在光生电子
‑
空穴分离效率低等缺陷，导致光催化效率较低。通过构建异质结是提高g
‑
C3N4光催化活性的途径之一，但目前采用g
‑
C3N4与其他半导体的相混合所制得的异质结主要以氢键等方式构建，仍然存在光生电子
‑
空穴分离效率低，异质结不牢固等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种以共价键方式连接的桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂及其制备和应用，克服现有技术的不足，通过将异质结前驱体通过加热处理，制备的桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/g
‑
C3N4异质结光催化剂具有较好的光催化性能、稳定性好，可使其应用在降解有机污染物场合中。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案实现：技术方案之一：桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将TiO2‑
m
C
m
和TA在无水乙醇中混合，然后加热直到无水乙醇完全挥发；2）对步骤1）中的混合物进行加热处理，由室温加热至250～300℃，升温速率为2～5℃/min，保温2~5h后，随炉体冷却至室温，得到TiO2‑
m
C
m
/TA；3）将TiO2‑
m
C
m
/TA与CN在无水乙醇中混合，然后加热使无水乙醇完全挥发；4）对步骤3）中的混合物进行加热处理，从室温加热至250～300℃，升温速率为2～5℃/min，保温4~6h后，随炉体冷却至室温；5）将步骤4）得到的产物放置于研钵中研磨至粉末状，即得到桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂。
[0005]步骤1）中TiO2‑
m
C
m
包括m的取值范围为0＜m≤0.3步骤1）中TiO2‑
m
C
m
与TA的重量份比为1:1~1:6。
[0006]所述步骤1）中TiO2‑
m
C
m
和TA在无水乙醇中混合搅拌时间为30～120min。
[0007]所述步骤1）中的TiO2‑
m
C
m
和TA混合物在干燥箱中加热至40～60℃。
[0008]所述步骤3）中TiO2‑
m
C
m
/TA与CN的重量份比为1:10~1:100。
[0009]所述步骤3）中TiO2‑
m
C
m
/TA和CN在无水乙醇中混合搅拌时间为30～120min。
[0010]所述步骤3）中TiO2‑
m
C
m
/TA和CN混合物在干燥箱中加热至40～60℃。
[0011]技术方案之二：桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂，其特征在于，由上述任意一项制备方法获得，其中TiO2‑
m
C
m
与CN以共价键桥接到TA中芳香环结构的两端。
[0012]技术方案之三：桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂用于分解易被超氧自由基、羟基自由基、空穴氧化还原的有机污染物。
[0013]本专利技术和现有技术相比，具有如下优点和效果:(1)本专利技术是将TiO2‑
m
C
m
、TA、CN按一定的方式加热处理反应构建共价键连接的桥接型异质结光催化剂：通过加热处理反应，将桥接剂的醛基官能团（
‑
HC=O）与TiO2‑
m
C
m
上的羟基官能团（
‑
OH）反应成键相连接，生成C
‑
O
‑
C键和Ti
‑
O
‑
C键；将桥接剂上的另一个醛基官能团（
‑
HC=O）与CN上的氨基官能团（
‑
NH2）反应成键相连接，生成
‑
C=N
‑
键，进而使TiO2‑
m
C
m
与CN桥接到TA的芳香环结构的两端，在两个半导体之间形成了以共价键桥接的，这种共价键连接方式更牢固，连接效果更好。
[0014](2)本专利技术提供桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂的制备方法简单，设备简易，操作方便，成本低廉。
[0015](3)本专利技术提供的桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂，异质结两端之间共价键的形成，使得电子在TiO2‑
m
C
m
、CN两个半导体之间的传递快，促使空穴
‑
电子分离效率增加了，因此光催化效果增加，可应用于环保领域，特别是应用于可见光催化降解有机污染物。
附图说明
[0016]图1为本专利技术桥接型TiO
1.8
C
0.2
、CN、桥接型TiO
1.8
C
0.2
/TA/CN异质结光催化剂实施例1的X
‑
射线衍射（XRD）图谱；图2为本专利技术桥接型TiO
1.8
C
0.2
、CN、桥接型TiO
1.8
C
0.2
/TA/CN异质结光催化剂实施例1的X
‑
射线电子（XPS）能谱；图3为本专利技术桥接型TiO
1.8
C
0.2
、CN、桥接型TiO
1.8
C
0.2
/TA/CN异质结光催化剂实施例1对罗丹明B（RhB）降解效率图；图4为本专利技术桥接型TiO
1.8
C
0.2
、CN、桥接型TiO
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将TiO2‑
m
C
m
和TA在无水乙醇中混合，然后加热直到无水乙醇完全挥发；2）对步骤1）中的混合物进行加热处理，由室温加热至250～300℃，升温速率为2～5℃/min，保温2~5h后，随炉体冷却至室温，得到TiO2‑
m
C
m
/TA；3）将TiO2‑
m
C
m
/TA与CN在无水乙醇中混合，然后加热使无水乙醇完全挥发；4）对步骤3）中的混合物进行加热处理，从室温加热至250～300℃，升温速率为2～5℃/min，保温4~6h后，随炉体冷却至室温；5）将步骤4）得到的产物放置于研钵中研磨至粉末状，即得到桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂。2.根据权利要求1所述桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂制备方法，其特征在于，步骤1）中TiO2‑
m
C
m
中的m取值范围为0＜m≤0.3。3.根据权利要求1所述桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂制备方法，其特征在于，步骤1）中TiO2‑
m
C
m
与TA的重量份比为1:1~1:6。4.根据权利要求1所述桥接型TiO2‑
m
C
m
/TA/CN异质结光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤1）中TiO2‑
m
C
m
和TA在无水乙醇中混合搅拌时间30～120min。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海明，王玉莹，邵景薇，傅爽，罗安琦，杨欢，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：