本发明专利技术涉及一种碳氮硫共掺杂改性二氧化钛可见光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将钛酸酯与有机溶剂混合；在酸性去离子水中配置硫脲水溶液；在磁力搅拌下将配制的钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到配制的硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶；凝胶静置，得到透明凝胶；透明凝胶低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中低温焙烧得到目标产物。本方法工艺简单，可有效扩展二氧化钛光催化剂的可见光吸收范围至550nm。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种常温常压环境下掺杂碳氮硫进行二氧化钛可见光催化剂改性的 方法。涉及一种常温常压环境下掺杂碳氮硫进行二氧化钛可见光催化剂改性的方法。
技术介绍
二氧化钛作为一种宽禁带半导体，由于其化学性质稳定、高效的光催化活性，广泛 用于大气、水环境污染物降解、抗菌、除臭和自清洁等领域。但二氧化钛(锐钛矿型)的禁带 宽度为3. 2eV,吸收波长小于388nm，吸收波段为紫外光区，严重制约其在光催化等方面的 实际应用。二氧化钛掺杂碳、氟、氮、硫等多种非金属元素可以提高其光催化活性，扩展其可 见光响应范围。研究者围绕二氧化钛的非金属掺杂做了大量研究。文献报道了一种在较低温度下 制备氮掺杂型二氧化钛可见光催化剂的制备方法，用光助合成溶胶-凝胶的方法，以钛酸 酯、铵盐为原料制备氮掺杂型的二氧化钛光催化剂。文献报道了建立一种非金属掺杂钛基 薄膜电极、制备方法及其应用，将非金属掺杂二氧化钛颗粒、造孔剂与二氧化钛纳晶乳状液 混合制备成胶乳并涂膜后进行热处理，制备成钛基薄膜电极。文献报道了一种碳掺杂二氧 化钛复合材料的制备方法，以三氯化钛为钛源，以蔗糖为碳源，制备出无定性二氧化钛和碳 的复合材料。但上述方法步骤繁琐或煅烧温度较高，不利于操作。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种碳氮硫共掺杂改性二氧化钛可见光催 化剂的制备方法。，其特征在于，包括如 下步骤(1)将钛酸酯与有机溶剂混合；(2)在酸性去离子水中配置硫脲水溶液；(3)在磁力搅拌下将步骤(I)配制的钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到步骤(2)配制的硫脲 溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶；凝胶静置，得到透明凝胶；(4)透明凝胶低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中低温焙烧得到目标产物。所述钛酸酯与有机溶剂的体积比为1:2 1:10。所述酸性去离子水的配制方法为在去离子水中加入柠檬酸至pH为3 5。所述钛酸酯溶液和硫脲溶液的体积比例为1:1 3 :1。所述硫脲和钛的摩尔比1:100 1:20。所述凝胶烘干温度为50 80°C，焙烧温度为250 350°C，焙烧时间为3 12小 时。所述钛酸酯为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸乙酯中的一种或其组合。所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇中的一种或其组合。本专利技术掺杂碳氮硫进行二氧化钛可见光催化剂改性的方法可以拓展二氧化钛材 料的吸收光谱到550nm。附图说明图1是按照实施例1 实施例5，硫脲和钛酸酯的掺杂摩尔比分别为1:100、1:50、 1:40、1:30、1:20时，得到的掺杂碳氮硫的二氧化钛可见光催化剂的紫外可见吸收光谱。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述 实施例。实施例1:首先将钛酸酯与有机溶剂混合，钛酸酯和有机溶剂的体积比为1:5。在去离子水中加 入柠檬酸，至pH为3 5。在酸性去离子水中配置一定浓度的硫脲水溶液。然后在磁力搅 拌下将钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶，钛酸酯溶液和硫 脲溶液的体积比例为1:1，硫脲和钛酸酯的摩尔比为1:100。凝胶静止12h，得到透明凝胶。 透明凝胶在50 80°C下低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中以5°C /min的速度升温至 250°C焙烧6h得到目标产物。该方法掺杂改性得到的二氧化钛光催化剂的吸收光谱拓展到 550nmo实施例2:首先将钛酸酯与有机溶剂混合，钛酸酯和有机溶剂的体积比为1:2。在去离子水中加 入柠檬酸，至pH为3 5。在酸性去离子水中配置一定浓度的硫脲水溶液。然后在磁力搅 拌下将钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶，钛酸酯溶液和硫 脲溶液的体积比例为3 :1，硫脲和钛酸酯的摩尔比为1:50。凝胶静止24h，得到透明凝胶。 透明凝胶在50 80°C下低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中以5°C /min的速度升温至 350°C焙烧6h得到目标产物。该方法掺杂改性得到的二氧化钛光催化剂的吸收光谱拓展到 570nmo实施例3:首先将钛酸酯与有机溶剂混合，钛酸酯和有机溶剂的体积比为1:10。在去离子水中加 入柠檬酸，至pH为3 5。在酸性去离子水中配置一定浓度的硫脲水溶液。然后在磁力搅 拌下将钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶，钛酸酯溶液和硫 脲溶液的体积比例为2 :1，硫脲和钛酸酯的摩尔比为1:40。凝胶静止24h，得到透明凝胶。 透明凝胶在在50 80°C下低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中以5°C /min的速度升温 至300°C焙烧6h得到目标产物。该方法掺杂改性得到的二氧化钛光催化剂的吸收光谱拓展 到 570nm。实施例4:首先将钛酸酯与有机溶剂混合，钛酸酯和有机溶剂的体积比为1:4。在去离子水中加 入柠檬酸，至pH为3 5。在酸性去离子水中配置一定浓度的硫脲水溶液。然后在磁力搅 拌下将钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶，钛酸酯溶液和硫 脲溶液的体积比例为2 :1，硫脲和钛酸酯的摩尔比为1:30。凝胶静止24h，得到透明凝胶。透明凝胶在在50 80°C下低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中以5°C /min的速度升温 至300°C焙烧3h得到目标产物。该方法掺杂改性得到的二氧化钛光催化剂的吸收光谱拓展 到 580nm。 实施例5 首先将钛酸酯与有机溶剂混合，钛酸酯和有机溶剂的体积比为1:5。在去离子水中加 入柠檬酸，至pH为3 5。在酸性去离子水中配置一定浓度的硫脲水溶液。然后在磁力搅 拌下将钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶，钛酸酯溶液和硫 脲溶液的体积比例为3 :1，硫脲和钛酸酯的摩尔比为1:20。凝胶静止24h，得到透明凝胶。 透明凝胶在在50 80°C下低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中以5°C /min的速度升温 至350°C焙烧12h得到目标产物。该方法掺杂改性得到的二氧化钛光催化剂的吸收光谱拓 展到570nm。权利要求1.，其特征在于，包括如下步骤(1)将钛酸酯与有机溶剂混合；(2)在酸性去离子水中配置硫脲水溶液；(3)在磁力搅拌下将步骤(I)配制的钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到步骤(2)配制的硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶；凝胶静置，得到透明凝胶；(4)透明凝胶低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中低温焙烧得到目标产物。2.根据权利要求1所述，其特征在于，所述钛酸酯与有机溶剂的体积比为1:2 1:10。3.根据权利要求1所述，其特征在于，所述酸性去离子水的配制方法为在去离子水中加入柠檬酸至pH为3 5。4.根据权利要求1所述，其特征在于，所述钛酸酯溶液和硫脲溶液的体积比例为1:1 3 :1。5.根据权利要求1所述，其特征在于，所述硫脲和钛的摩尔比1:100 1:20。6.根据权利要求1所述，其特征在于，所述凝胶烘干温度为50 80°C，焙烧温度为250 350°C，焙烧时间为3 12 小时。7.根据权利要求1所述，其特征在于，所述钛酸酯为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸乙酯中的一种或其组合。8.根据权利要求1所述，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇中的一种或其组合。全文摘要本专利技术涉及，包括如下步骤将钛酸酯与有机溶剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳氮硫共掺杂改性二氧化钛可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将钛酸酯与有机溶剂混合；（2）在酸性去离子水中配置硫脲水溶液；（3）在磁力搅拌下将步骤（1）配制的钛酸酯溶液缓慢逐滴加入到步骤（2）配制的硫脲溶液中搅拌至溶液变为透明凝胶；凝胶静置，得到透明凝胶；（4）透明凝胶低温烘干，将干燥的凝胶放入马弗炉中低温焙烧得到目标产物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王婷，董亚梅，何丹农，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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