一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，所述方法包括如下步驟：S1：將銅鹽加入到乙二醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后向溶液中加入含鈦化合物，?qiáng)烈攪拌，得混合液備用；S2：將步驟S1所得混合液轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯四聚氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，并將水熱反應(yīng)釜置于干燥條件中保持恒溫200℃以上條件下反應(yīng)，然后冷卻至室溫；S3：將步驟S2所得產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥即得銅修飾二氧化鈦納米棒。本發(fā)明提供的溶劑法制備得到的銅修飾二氧化鈦納米棒尺寸可控、大小均勻，具有優(yōu)異的光催化活性。
【專利說明】
一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及無機(jī)材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境污染和能源短缺是困擾當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大難題。大量化石燃料的使用不僅對全球的環(huán)境和生態(tài)造成巨大的污染，而且這些能源是不可再生資源，全球的存儲含量估計(jì)到本世紀(jì)中葉即將枯竭。太陽能是取之不盡用之不竭的可再生能源，利用太陽能光催化分解水制氫和環(huán)境降解，是解決日趨顯著的能源危機(jī)和環(huán)境問題最有效的途徑之一，也是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略和提高人民生活水平的迫切需要。自1972年日本科學(xué)家Honda和Fujishima等發(fā)現(xiàn)Ti02單晶電極在光的作用下具有一定的氧化還原性能以來，吸引著世界各國科學(xué)家不斷的去探索和研究。因此，深入開展半導(dǎo)體光催化材料研究在根本上解決能源和環(huán)境問題具有重要的研究意義。
[0003]T12不溶于水、具有抗腐蝕能力強(qiáng)、廉價(jià)而方便處理、生物功能、光化學(xué)性能穩(wěn)定、對環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的光催化劑。但T12的能帶隙為3.2 eV，能在波長低于380 nm以下的紫外光發(fā)生響應(yīng)，而太陽光譜中紫外光不足5%，而波長為400?750 nm的可見光占到45%左右，這從根本上制約了T12光催化劑應(yīng)用。目前，研究者通過摻雜、半導(dǎo)體復(fù)合、染料敏化、貴金屬負(fù)載等方法來拓寬T12的光吸收帶邊，提高光催化活性。貴金屬負(fù)載是對T12改性一種有效的方法，其不僅可以促進(jìn)T12的光吸收帶邊紅移，而且可以提高T12的光催化活性;Cu修飾二氧化鈦納米棒國內(nèi)已有相關(guān)報(bào)道，但現(xiàn)有的方法大都采用兩步或三步方法:即首先在堿性溶液中制備出二氧化鈦納米棒，然后直接沉積單質(zhì)銅;或沉積氧化銅，再在氫氣氣氛中進(jìn)行還原處理。如次立杰等通過NaBH4還原CuCl2在T12納米棒的表面成功負(fù)載了 Cu納米顆粒。Wan等人首先在堿性條件下制備出Cu(0H)2/Ti02納米棒，然后再在出/Ar氣氛中400°C煅燒4h，在H2/Ar氣氛中300°C還原處理2h，得到Cu/Ti02納米棒。在強(qiáng)堿性條件下，利用葡萄糖還原Ag(NH3)2+得到Ag/Ti02納米棒，該方法在Ag(NH3)2+溶液濃度較小時(shí)，得到的銀納米顆粒比較均勻，隨著Ag(NH3)2+濃度的增大，銀顆粒尺寸很不均勻。
[0004]兩步法或三步法制備貴金屬修飾二氧化鈦納米棒存在工藝復(fù)雜、步驟繁瑣的問題，并且制備得到的二氧化鈦納米棒的尺寸不均勻，光催化活性差，這很大程度上限制了二氧化鈦納米棒的使用；因此，仍需尋求一種制備簡單、所獲得二氧化鈦納米棒的尺寸均勻以及光催化活性好的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，本發(fā)明提供的溶劑法制備得到的銅修飾二氧化鈦納米棒尺寸可控、大小均勻，具有優(yōu)異的光催化活性。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的二氧化鈦納米棒。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供上述銅修飾二氧化鈦納米棒在光解水制氫、降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，所述方法包括如下步驟:
S1:將銅鹽加入到乙二醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后向溶液中加入含鈦化合物，?qiáng)烈攪拌得混合液備用；
S2:將步驟SI所得混合液轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯四聚氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，并將水熱反應(yīng)釜置于干燥條件中保持恒溫200°C以上條件下反應(yīng)，然后冷卻至室溫；
S3:將步驟S2所得產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥即得銅修飾二氧化鈦納米棒。
[0009]本發(fā)明選用銅鹽作為原料，以在乙二醇中溶解性好的含鈦化合物為鈦源，采用乙二醇為溶劑，在溶劑熱環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)，一步即可制備得到銅修飾二氧化鈦納米棒;本發(fā)明采用溶劑法一步直接制備出晶化程度良好的T12納米棒和單質(zhì)銅納米顆粒。所得產(chǎn)物無需高溫處理，避免了高溫處理對T12產(chǎn)物的形貌和穩(wěn)定性的影響，同時(shí)也避免了單質(zhì)銅被氧化。本發(fā)明制備得到的Cu/Ti02納米棒尺寸可控、大小均勾；銅顆粒直徑約為5nm以下，分布均勻，修飾量大小可控，而且制備得到的Cu/Ti02納米棒具有優(yōu)異的可見光催化活性，在光解水制氫、降解有機(jī)污染物等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0010]本發(fā)明提供的溶劑熱法與其他溶劑熱法存在明顯區(qū)別，本發(fā)明選用乙二醇作為反應(yīng)溶劑，乙二醇的沸點(diǎn)較高，為197 °C，其可加熱到200 °C以上，在本發(fā)明提供的方法的反應(yīng)過程中，乙二醇既作為溶劑又作為還原劑，其能夠?qū)u2+還原成單質(zhì)Cu，而無需添加任何還原劑。當(dāng)選用乙醇或丙三醇等醇類作為反應(yīng)溶劑，無法制備得到本發(fā)明相似效果的Cu/Ti02納米棒;現(xiàn)有技術(shù)中在制備Ag/Ti02納米棒或Au/Ti02納米棒的過程中通常需要加入適量的還原劑，例如硼氫化鈉，但是添加此類還原劑給產(chǎn)物的純化帶來了困難。本發(fā)明選用乙二醇作為反應(yīng)溶劑，無需添加其它還原劑，還原得到的單質(zhì)銅納米顆粒直徑約為5nm以下，尺寸可控、大小均勻，修飾量大小可控，并且所得Cu/Ti02納米棒的純度高。
[0011]優(yōu)選地，本發(fā)明中所選用的乙二醇為分析純，純度彡99.5%。
[0012]優(yōu)選地，步驟SI中所述銅鹽為醋酸銅、氯化銅或硝酸銅中的一種或幾種;更為優(yōu)選地，所述銅鹽為醋酸銅;最優(yōu)選地，所述醋酸銅(Cu (CH3COO) 2.H2O)為分析純，純度為99.0%。
[0013]優(yōu)選地，步驟SI中的含鈦化合物為在乙二醇中溶解性好的含鈦化合物;更為優(yōu)選地，步驟SI中的含鈦化合物為鈦酸丁酯和/或鈦酸異丙酯；最優(yōu)選地，所述含鈦化合物為鈦酸丁酯，所述鈦酸丁酯(Ti(C4H9O)4)為分析純，純度彡99.0%。
[0014]優(yōu)選地，步驟SI中的攪拌時(shí)間為15?30min。
[0015]優(yōu)選地，步驟S2中的反應(yīng)時(shí)間為24?48h。
[0016]優(yōu)選地，步驟S3中所述洗滌為使用蒸餾水、無水乙醇各洗滌沉淀三次。
[0017]優(yōu)選地，步驟S3中所述干燥為在60°C條件下真空干燥。
[0018]上述方法制備得到的銅修飾二氧化鈦納米棒。
[0019]本發(fā)明提供的方法制備得到的銅修飾二氧化鈦納米棒的尺寸可控、大小均勻，具有優(yōu)異的可見光催化活性，在光解水制氫、降解有機(jī)污染物等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0020 ]銅修飾二氧化鈦納米棒在光解水制氫、降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果: 本發(fā)明采用溶劑熱法一步直接制備出晶化程度良好的T12納米棒和單質(zhì)銅納米顆粒，所得產(chǎn)物無需高溫處理，避免了高溫處理對T12產(chǎn)物的形貌和穩(wěn)定性影響，并且避免了單質(zhì)銅被氧化，同時(shí)減少了能耗;本發(fā)明一步溶劑法制備的單質(zhì)銅納米顆粒的直徑約為5nm以下，分布均勻，修飾量大小可控，而且制備出的Cu/Ti02納米棒具有優(yōu)異的可見光催化活性，在光解水制氫、降解有機(jī)污染物等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景;本發(fā)明提供的方法制備工藝簡單，重復(fù)性好，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明制得的Cu/Ti02納米棒X-粉末衍射(XRD)圖；
圖2為本發(fā)明制得的Cu/Ti02納米棒掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電鏡圖:(a)Cu/Ti02納米棒SEM圖；(b)Cu/Ti02納米棒TEM圖；(c)Cu/Ti02納米棒HRTEM圖；(d)氧元素映射圖像(Elemental Mapping Images) ; (e)鈦元素映射圖像；(f)銅元素映射圖像；
圖3為本發(fā)明制得的Cu/Ti02納米棒光電子能譜(XPS)圖譜；
圖4為本發(fā)明制得的Cu/Ti02納米棒(e)與氮摻雜二氧化鈦(N-P25)(a)、對照例I制備的Cu/Ti02納米棒(b)、對照例2制備的Cu/Ti02納米棒(c)和對照例3制備的Ag/Ti02納米棒(d)進(jìn)行了可見光作用下光催化降解甲基橙的效果比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法:所使用原料、助劑等，如無特殊說明，均為可從常規(guī)市場購買等商業(yè)途徑得到的原料和助劑。
[0024]實(shí)施例1:光催化劑I的制備
在100 ml的燒杯中，將加入188 mg醋酸銅((Cu(CH3⑶0)2.Η20，99.0%))到盛有25 ml乙二醇(HO-CH2-CH2-OH，純度彡99.5%)溶液中，充分?jǐn)嚢韬螅徛稳?.365 ml鈦酸丁酯(Ti(C4H9O)4,純度彡99.0%)溶液，強(qiáng)烈攪拌30min，然后轉(zhuǎn)移到50ml內(nèi)襯四聚氟乙烯反應(yīng)釜中200 °(:恒溫保持24h，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水、無水乙醇洗滌沉淀各三次，然后在60°C下，真空干燥24 h，制得Cu/Ti02納米棒。采用此步驟制備T12納米棒的長度約為200nm，直徑約為20nm，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5 nm。
[0025]實(shí)施例2光催化劑2的制備
在100 ml的燒杯中，將加入376 mg硝酸銅((Cu(CH3⑶0)2.Η20，99.0%))到盛有25 ml乙二醇(HO-CH2-CH2-OH，純度彡99.5%)溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，緩慢滴?.365 ml鈦酸丁酯(Ti(C4H9O)4,純度彡99.0%)溶液，強(qiáng)烈攪拌30min，然后轉(zhuǎn)移到50ml內(nèi)襯四聚氟乙烯反應(yīng)釜中200 °(:恒溫保持36 h，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水、無水乙醇洗滌沉淀各三次，然后在60°C下，真空干燥24 h，制得Cu/Ti02納米棒。采用此步驟制備T12納米棒的長度約為200nm，直徑約為20nm，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5 nm，顆粒明顯增多。
[0026]實(shí)施例3光催化劑3的制備
在100 ml的燒杯中，將加入564 mg氯化銅((Cu(CH3⑶0)2.Η20，99.0%))到盛有25 ml乙二醇(HO-CH2-CH2-OH,純度彡99.5%)溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，緩慢滴?.365 ml鈦酸異丙酯，(純度多99.0%)溶液，強(qiáng)烈攪拌30min，然后轉(zhuǎn)移到50ml內(nèi)襯四聚氟乙烯反應(yīng)釜中200 °C恒溫保持48 h，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水、無水乙醇洗滌沉淀各三次，然后在60°C下，真空干燥24 h，制得Cu/Ti02納米棒。采用此步驟制備Ti02納米棒的長度約為200nm，直徑約為20nm，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5 nm，顆粒大量增加。
[0027]實(shí)施例4光催化劑4的制備
在100 ml的燒杯中，將加入188 mg醋酸銅(Cu(CH3C00)2_H20，99.0%)到盛有25 ml乙二醇(HO-CH2-CH2-OH,純度彡99.5%)溶液中，充分?jǐn)嚢韬螅徛稳?.730 ml鈦酸異丙酯(純度彡99.0%)溶液，強(qiáng)烈攪拌30min，然后轉(zhuǎn)移到50ml內(nèi)襯四聚氟乙烯反應(yīng)釜中200 °(:恒溫保持24h，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水、無水乙醇洗滌沉淀各三次，然后在60°C下，真空干燥24 h，制得Cu/Ti02納米棒。采用此步驟制備Ti02納米棒的長度約為200nm，直徑約為20nm，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5 nm。
[0028]實(shí)施例5光催化劑5的制備
在100 ml的燒杯中，將加入188 mg氯化銅((Cu(CH3⑶0)2.Η20，99.0%))到盛有25 ml乙二醇(HO-CH2-CH2-OH,純度彡99.5%)溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，緩慢滴?.095ml鈦酸丁酯(Ti(C4H9O)4,純度彡99.0%)溶液，強(qiáng)烈攪拌30min，然后轉(zhuǎn)移到50ml內(nèi)襯四聚氟乙烯反應(yīng)釜中200 °(:恒溫保持24 h，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水、無水乙醇洗滌沉淀各三次，然后在60°C下，真空干燥24 h，制得Cu/Ti02納米棒。采用此步驟制備T12納米棒的長度約為200nm，直徑約為20nm，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5 nm。
[0029]對照例I二步法制備Cu/Ti02納米棒光催化劑
(I)T12納米棒的制備:稱取0.5g納米Ti02(P25)，將其置于聚四氟乙烯的水熱釜內(nèi)膽中，加入15mL 1moI/L的NaOH溶液，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆蚝竺芊馑疅岣?，并將其置于干燥箱中，?80 °C恒溫水熱處理12h。反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，將反應(yīng)物取出，并用0.lmol/ L鹽酸和蒸餾水反復(fù)洗滌至pH值為7，用15mL無水乙醇洗滌3次后將產(chǎn)物置于干燥箱中于60 °C烘干，最后在馬弗爐中于350 °C煅燒3h，得到T i02納米棒樣品。
[0030](2)Cu/Ti02納米棒的制備:將合成的T12納米棒以2 %的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超聲分散于5mL蒸餾水中，將2mL 0.05mol/ L的CuCl2溶液加入T12納米棒懸浮體系中，磁力攪拌Ih后，將表面吸附了CuCl2的T12納米棒離心洗滌后重新分散于5mL蒸餾水中，并加入5mL O? 05mol/ L的NaBH4溶液，于室溫條件下磁力攪拌lh，陳化24h，得到Cu納米顆粒包覆的T12納米棒。實(shí)驗(yàn)過程中通過調(diào)控CuCl2溶液濃度可以達(dá)到調(diào)控Cu負(fù)載量的目的。
[0031]對照例2三步法制備Cu/Ti02納米棒光催化劑
(I)T12納米棒的制備:稱取0.5g納米Ti02(P25)，將其置于聚四氟乙烯的水熱釜內(nèi)膽中，加入15mL 1moI/L的NaOH溶液，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆蚝竺芊馑疅岣⑵渲糜诟稍锵渲?，?80 °C恒溫水熱處理12h。反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，將反應(yīng)物取出，并用0.lmol/ L鹽酸和蒸餾水反復(fù)洗滌至pH值為7，用15mL無水乙醇洗滌3次后將產(chǎn)物置于干燥箱中于60 °C烘干，最后在馬弗爐中于350 °C煅燒3h，得到T i02納米棒樣品。
[0032](2)Cu(0H)2/Ti02納米棒的制備:將合成的T12納米棒以2 %的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超聲分散于5mL蒸饋水中，將2mL 0.05mol/ L的Cu(N03)2溶液加入Ti02納米棒懸浮體系中，磁力攪拌Ih后，將表面吸附了Cu(NO3)2的T12納米棒離心洗滌后重新分散于5mL蒸餾水中，得到Cu(OH)2納米顆粒包覆的T12納米棒。
[0033](3)Cu/Ti02納米棒的制備:將制備好的Cu(0H)2/Ti02納米棒置于管式爐中，在H2/Ar (H2占混合體的體積5%)混合氣體氣氛中300 °C還原2h。將得到Cu/Ti O2納米棒。
[0034]對照例3制備Ag/Ti02納米棒光催化劑
(I)T12納米棒的制備:稱取0.5g納米Ti02(P25)，將其置于聚四氟乙烯的水熱釜內(nèi)膽中，加入15mL 1moI/L的NaOH溶液，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆蚝竺芊馑疅岣?，并將其置于干燥箱中，?80 °C恒溫水熱處理12h。反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，將反應(yīng)物取出，并用0.lmol/ L鹽酸和蒸餾水反復(fù)洗滌至pH值為7，用15mL無水乙醇洗滌3次后將產(chǎn)物置于干燥箱中于60 °C烘干，最后在馬弗爐中于350 °C煅燒3h，得到T i02納米棒樣品。
[0035](2)Ag/Ti02納米棒的制備:將合成的T12納米線以2 wt%的濃度超聲分散于5 ml蒸餾水中，將4 ml濃度為0.4 mol/L的Ag(NH3)2+溶液加至T12納米線懸浮體系中，磁力攪拌6h后，將表面吸附了Ag(NH3)2+的T12納米線離心洗滌數(shù)次后，將其重新分散于5 ml蒸餾水中，并加入5 ml濃度為0.5 mol/L的葡萄糖溶液，于室溫條件下磁力攪拌3 h后，得到Ag納米顆粒包覆的Ti02納米線。
[0036]試驗(yàn)例I實(shí)施例1制備得到的Cu/Ti02納米棒的形貌和結(jié)構(gòu)分析
對采用本發(fā)明實(shí)施例1提供的方法制得的Cu/Ti02納米棒采用LE01530VP型場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)和日本電子公司JE0L-2010型透射電子顯微鏡進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)分析，測定結(jié)果請分別參看說明書附圖1和附圖2.由圖1和圖2可知，實(shí)施例1所得Cu/Ti02納米棒樣品存在&1、11、0等元素，1102呈棒狀結(jié)構(gòu)，長度為100?20011111，直徑約為2011111，表面可明顯看到存在銅納米顆粒，大小約為3?5nm。
[0037]采用英國VGESM-LAB的光電能譜對制得的材料進(jìn)行了XPS分析，測定結(jié)果請參看說明書附圖3，如圖3可知，Cu/Ti02納米棒中存在Cu、Ti和O三種元素，其中Cu2p能級電子結(jié)合能為932.5 ^和952.2 eV，說明負(fù)載的Cu粒子是以單質(zhì)的形式存在。
[0038]試驗(yàn)例2:實(shí)施例1制備得到的Cu/Ti02納米棒的光催化活性評價(jià)
光催化活性評價(jià)反應(yīng)使用容積為200 ml石英玻璃反應(yīng)器，在XPS-VII型反應(yīng)裝置上進(jìn)行的(南京胥江機(jī)電廠生產(chǎn))。使用1000 W氣燈做為紫外-可見光光源，并使用自制濾液吸收紫外光源從而得到可見光光源，濾液采用2 M NaNO3來吸收波長低于400 nm以下的光。該溶液層位于燈管與循環(huán)冷卻水之間的夾層，這樣經(jīng)過水層進(jìn)一步吸收紫外光后，使得紫外光吸收率達(dá)98%以上。將20 mg所得催化劑加入到200 ml甲基橙溶液(20 mg/1)中，先在暗室中超聲分散15 min以得到較好的分散狀態(tài)，為了達(dá)到脫附-吸附平衡，在開燈前，在通入200ml/min空氣的情況下磁力攪拌吸附I h，然后在室溫下進(jìn)行光催化反應(yīng)。反應(yīng)過程中，每隔一定時(shí)間取8 ml樣一次，取得的懸浮液在高速離心機(jī)中離心10 min以去除溶液中懸浮著的催化劑，取上層清液在日立UV-3010分光光度計(jì)測試其濃度。
[0039]甲基橙的脫色效率可以通過如下公式計(jì)算得到:
X% = (Ao-A)/AoX100%；
其中:Ao是20 mg/1 MO在465 nm處的吸光度:
A是不同時(shí)間取出樣品甲基橙的吸光度；
X值越大表示光催化降解效果越好。
[0040]對本發(fā)明實(shí)施例1的方法制得的Cu/Ti02納米棒、氮摻雜二氧化鈦(N-P25)和對照例I和對照例2制備得到的Cu/Ti02納米棒進(jìn)行了太陽光作用下光催化降解甲基橙的效果比較，具體可參看附圖4，其中(a)為氮摻雜二氧化鈦(N-P25)、(b)為對照例I制備的Cu/Ti02納米棒、(c)為對照例2制備的Cu/Ti02納米棒、(d)為對照例3制備Ag/Ti02納米棒、(e)為本發(fā)明實(shí)施例1制得的Cu/Ti02納米棒。
[0041 ] 如圖4可知，本發(fā)明制備得到的Cu/Ti02納米棒褪色率達(dá)到98.7%，對照例I制備的Cu/Ti02納米棒褪色率僅有60%，對照例2制備的Cu/Ti02納米棒褪色率為70%，氮摻雜二氧化鈦(N-P25)褪色率僅有50.8%。而與同類光催化劑Ag/Ti02納米棒比較，對照例3制備Ag/Ti02納米棒在同等條件下的褪色率僅為85%。由此可知，本發(fā)明制備得到的Cu/Ti02納米棒具有較好的降解有機(jī)污染物的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: S1:將銅鹽加入到乙二醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后向溶液中加入含鈦化合物，?qiáng)烈攪拌得混合液備用； S2:將步驟SI所得混合液轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯四聚氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中，并將水熱反應(yīng)釜置于干燥條件中保持恒溫200°C以上條件下反應(yīng)，然后冷卻至室溫； S3:將步驟S2所得產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥即得銅修飾二氧化鈦納米棒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟SI中所述銅鹽為醋酸銅、氯化銅或硝酸銅中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟SI中的含鈦化合物為在乙二醇中溶解性好的含鈦化合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟SI中的含鈦化合物為鈦酸丁酯和/或鈦酸異丙酯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟SI中的攪拌時(shí)間為15?30min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟S2中的反應(yīng)時(shí)間為24?48h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟S3中所述洗滌為使用蒸餾水、無水乙醇各洗滌沉淀三次。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶劑熱制備銅修飾二氧化鈦納米棒的方法，其特征在于，步驟S3中所述干燥為在60 0C條件下真空干燥。9.權(quán)利要求1?8所述方法制備得到的銅修飾二氧化鈦納米棒。10.權(quán)利要求9所述銅修飾二氧化鈦納米棒在光解水制氫、降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。
【文檔編號】A62D3/176GK105921149SQ201610313734
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】周小松, 金蓓
【申請人】嶺南師范學(xué)院