一种钴掺杂二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种钴掺杂二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用。钴以原子级分散的形式高度分散于纳米二氧化钛中。在二氧化钛晶格生长过程中引入钴源，经后续处理诱导其均匀分布于二氧化钛晶格骨架之中，合成方法简单、无需引入额外模板剂或诱导剂。同时可以在合成过程中直接调控掺杂原子的电子及化学结构；通过金属掺杂的引入，在增加表面活性位点数目的同时提高半导体自身载流子密度，同时利用掺杂能级调控光吸收性能，可以克服二氧化钛单一半导体本身载流子复合严重的问题，同时由于光吸收性能增强、活性位点增多，可使光催化二氧化碳还原的活性和稳定性大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化，具体涉及一种钴掺杂纳米二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着经济社会的高速发展，化石燃料过度消耗产生了大量的二氧化碳排放，并进一步引发了严重的能源和环境危机。二氧化碳的捕获、利用和储存已成为人类社会可持续发展的关键课题。光催化二氧化碳还原是利用半导体光催化剂在光激发下产生的电子与co2反应，并将其还原成其高附加值化合物以实现资源化利用。光催化的太阳能利用效率主要取决于半导体对光的吸收、光生电荷的分离和迁移以及表面反应三个步骤。但目前光催化co2效率较低，难以匹配应用需求，而其关键在于导体光催化剂设计与构建。包括导体和半导体在内的许多材料均被发现具备co2还原性能，如纯金属(如au、ag等)、金属氧化物(如cuo、tio2)、金属硫化物(如mos2)及碳材料(如g-c3n4)等。通常利用形貌调控(核壳、中空、多空等)、杂原子掺杂、缺陷引入、异质材料构建等手段调控催化剂的电子结构并创建高活性的催化中心，可以有效提升二氧化碳还原活性。例如，京都大学shuhei furukaw等报道了立方八面体金属-有机多面体rh-mop自本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钴掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，钴以原子级分散的形式分散于纳米二氧化钛中。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，钴在二氧化钛上的负载量为0.5wt％-8wt％。

3.权利要求1或2所述光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钛源前驱体为钛酸酯前驱体。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述溶剂为醇；优选为乙醇、丙三醇、异丙醇中的一种或多种；进一步优选为乙醇和丙三醇的混合物。

6.根据权利要求3-5任一项所述...

【技术特征摘要】

1.一种钴掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，钴以原子级分散的形式分散于纳米二氧化钛中。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，钴在二氧化钛上的负载量为0.5wt％-8wt％。

3.权利要求1或2所述光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述钛源前驱体为钛酸酯前驱体。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述溶剂为醇；优选为乙醇、丙三醇、异丙醇中的一种或多种；进一步优选为乙醇和丙三醇的混合物。

6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙尚聪，彭博，宋海涛，宋烨，沈宁元，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：