一种非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒的制备方法及所得产品、应用技术

本发明专利技术属于催化材料制备技术领域，具体涉及一种非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒的制备方法及所得产品、应用。该方法通过以下步骤实现：于反应釜中加入水和浓盐酸，搅拌后加入钛酸四丁酯，将导电玻璃的插入反应釜中，进行反应生长，冷却后取出烘干，再进行煅烧，最后通过化学气相沉积方法(CVD)将非金属P和S元素掺杂到金红石型TiO2中，得到带隙未改变的TiO2。本发明专利技术在未改变带隙即未改变吸光度的前提下，通过表面改性有效提升了TiO2纳米棒的催化性能。同时，非金属元素掺杂到阳离子钛空位后形成的氧桥键改善了电子结构，优化了局域电子分布，从而提升了TiO2纳米棒对析氧反应的催化性能。的催化性能。的催化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒的制备方法及所得产品、应用


[0001]本专利技术属于催化材料制备领域，具体涉及一种非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒的制备方法及所得产品、应用。

技术介绍

[0002]随着当前全球变暖和化石能源的耗竭，可再生能源技术如二氧化碳减排、水分解、燃料电池和金属空气电池，发挥着关键作用。其中，光电化学(PEC)分解水是一种很有前途的低成本及环境友好的太阳能生产清洁氢燃料的策略。传统的分解水涉及两个半反应：阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)，理论上需要阳极和阴极有1.23 V的电位差（相对于可逆氢电极(RHE)）来驱动整个反应。其中，阳极的析氧反应是一个复杂的四质子耦合多电子过程，从而成为分解水反应的速率控制步骤。
[0003]TiO2作为广泛应用的催化剂之一，具有很高的光电催化潜力，但是其电子空穴对易复合，严重影响其催化性能。因此，异质结构建、量子点敏化、缺陷构造、元素掺杂等策略用以解决该问题。这些方法主要分为减小带隙或改善电子结构两个目的。当前大量研究仍处于减小带隙这一方法上，减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将溶剂A和溶剂B加入到反应釜中，搅拌均匀后，加入钛酸四丁酯，继续搅拌至均匀后，将导电玻璃的导电面朝下插入反应釜中，然后进行生长反应，冷却后取出导电玻璃进行清洗和烘干，得到长在导电玻璃上的TiO2纳米棒；（2）将得到的导电玻璃进行退火煅烧，得到含有阳离子钛空位的TiO2纳米棒，通过化学气相沉积法将非金属元素掺杂到阳离子钛空位中，分别以NaH2PO4和硫粉为磷源和硫源将非金属P和S元素掺杂到阳离子钛空位中，得到带隙并未改变的非金属元素掺杂阳离子空位的TiO2纳米棒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述溶剂A为去离子水；所述溶剂B为浓盐酸。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述钛酸四丁酯每5~10 mL去离子水中的加入量为100~300 μL；所述溶剂A和溶剂B的体积比为1:1~1:3。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述生长反应的条件为...

【专利技术属性】
技术研发人员：那娜，张敏，魏娟娟，欧阳津，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：