專利名稱：具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光催化劑材料組成及制備技術(shù)范圍，特別涉及一種具有可見光高催化
活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合催化劑及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā) 展成為人類必須考慮的首要問題。自1972年Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)單晶Ti02電極光解 水及Carey等成功地將Ti02用于光催化降解水中有機(jī)污染物以來(lái)，Ti02光催化迅速受到 各國(guó)研究者的普遍關(guān)注。大量研究表明，水和空氣中各種有毒有害的污染物，化工生產(chǎn)中 排放的各種烷烴、芳烴的衍生物、鹵代物、多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物等大都能被Ti02光催化 降解。把純潔無(wú)污染而又取之不盡的光能的應(yīng)用與環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來(lái)的光催化劑和反應(yīng) 設(shè)備用來(lái)降解工業(yè)廢水中有毒、有害、難分解的有機(jī)物的研究具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。由于 1102的禁帶寬度大(銳鈦礦3. 2eV，金紅石約3.0eV)，其光吸收波長(zhǎng)主要集中在紫外區(qū)(入 < 387. 5nm)，而輻射到地面的紫外光部分僅占太陽(yáng)光的5X左右，極大的限制了其應(yīng)用范 圍。目前，通常采用摻雜金屬或非金屬元素的方式來(lái)增加Ti(^的可見光活性，如N， C， S， I 等非金屬的摻雜及Fe， Cr， Sb和稀土元素?fù)诫s等。其中，非金屬元素?fù)诫s由于其良好的化 學(xué)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是最有希望大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的方法。此外，光生載流子(電子和空穴) 的復(fù)合幾率較高，導(dǎo)致量子產(chǎn)率較低，也是限制Ti02光催化劑實(shí)際應(yīng)用的因素之一。研究 表明電子和空穴的復(fù)合時(shí)間約為10ns，對(duì)于粒徑約分別為10nm、100nm的Ti02顆粒而言， 電子從體相擴(kuò)散至表面的時(shí)間約為lps和10ns。因此，減小1102顆粒的粒徑，能有效減少 光生載流子的復(fù)合幾率，提高催化活性。石墨碳為SP2雜化結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳都貢獻(xiàn)出一個(gè)P電 子，這些電子能在石墨晶體中自由移動(dòng)，賦予其良好的導(dǎo)電性能。當(dāng)石墨碳原子層數(shù)小于10 層時(shí)(也稱為石墨烯)，其價(jià)帶和導(dǎo)帶在費(fèi)米能級(jí)的六個(gè)頂點(diǎn)上相交，從這個(gè)意義上說(shuō)，石 墨烯是一種沒有能隙的物質(zhì)，即零費(fèi)米能結(jié)構(gòu)，其特有的能帶結(jié)構(gòu)能使電子和空穴相互分 離。將二氧化鈦、石墨化碳組成核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑，一方面可利用石墨化碳層對(duì)光的強(qiáng) 吸收，減小1102的禁帶寬度，使其具有可見光吸收活性；另一方面可以利用石墨化碳層獨(dú)特 的載流子傳輸性質(zhì)(電子和空穴相互分離)，減少光生載流子的復(fù)合幾率，提高其光催化活 性。 目前，國(guó)內(nèi)外僅有少量文獻(xiàn)報(bào)道了 Ti02@石墨碳復(fù)合光催化劑。AharonGedanken 課題組采用鈦酸酯熱解的方法來(lái)制備復(fù)合光催化劑(Chem. Mater. ，2006,18 :2275)，其粒 徑約20-25nm，含碳量大于32X。過(guò)高的碳含量阻礙了光(紫外及可見光)向Ti02晶體 的傳送，影響催化效果；國(guó)內(nèi)朱永華課題組采用在Degussa P25 Ti02粒子表面包覆葡萄糖 (Advanced Functional Materials, 2008， 18 :2180)，然后高溫碳化，制備了表面雜化石墨 碳層的復(fù)合光催化劑，其表面碳層厚度約為1-5納米，并具有較好的可見光催化性能。但由 于納米1102粉體(P25)顆粒較小，表面能高，存在1102納米粒子分散困難，難以保證葡萄糖包覆的均勻性，導(dǎo)致1102納米粒子表面石墨層的不均一，最終影響催化劑的催化性能。最 近，Ming-Show Wong在氬及氧混合氛圍下，通過(guò)鈷離子濺射鈦及石墨耙，也制備了包覆石墨 化碳的柱狀銳鈦礦Ti02膜(Surface &Coatings Technology, 2007， 202 :890-894)。同時(shí)， 目前的報(bào)道的二氧化鈦@石墨碳復(fù)合光催化劑顆粒均較大，比表面積較小(約30-60m2/g)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié) 構(gòu)復(fù)合光催化劑的組成及制備方法，該光催化劑在可見光的作用下，能產(chǎn)生電子躍遷，具有 良好的可見光催化活性，從而拓寬太陽(yáng)能的利用范圍，提高利用效率；同時(shí)，也可促進(jìn)光生 電子和空穴的有效分離，增加載流子的量子產(chǎn)率，提高光催化活性。 本發(fā)明的目的是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的一種具有可見光高催化活性的二氧化 鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑，該復(fù)合光催化劑，其核為納米二氧化鈦，粒徑為 3-20nm;殼為石墨化碳層，厚度為l-5nm。
二氧化鈦為銳鈦礦或銳鈦礦與金紅石之混合物。 —種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的制 備方法，包括以下步驟 (a)通過(guò)溶劑熱法制備表面脂肪酸改性的納米二氧化鈦；
(b)改性納米二氧化鈦的分離、洗滌及干燥； (c)在惰性氣體保護(hù)下，20(TC 90(TC加熱石墨化處理，得到具有可見光高催化 活性的二氧化鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。 所述的溶劑熱法制備表面脂肪酸改性的納米二氧化鈦，其制備反應(yīng)物組成鈦酸
酯0. 1% 10%，脂肪酸10% 95%，溶劑5% 95%，三乙胺5% 20% . 所述脂肪酸是十八烷基酸、油酸、十六烷基酸、十二烷基酸、葵酸之一種或一種以
上之混合物；所述鈦酸酯為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯之一種或一種以上之混合物；所
述溶劑為環(huán)己烷或正己烷。 溶劑熱條件為溫度50°C 300。C，反應(yīng)時(shí)間lh 100h。
加熱石墨化處理溫度為200°C 900。C，優(yōu)選為400°C 800°C 。
本發(fā)明具有如下的有益效果，復(fù)合光催化劑不僅在在紫外區(qū)存在強(qiáng)烈吸收，同時(shí) 在可見、近紅外區(qū)也存在較強(qiáng)吸收。并且具有顆粒尺寸小，比表面積大等特點(diǎn)；采用本發(fā)明 作電極時(shí)，在可見光輻照下水的分解電壓為0. 4V，較無(wú)光照條件下的分解電壓(約0. 68V) 降低0. 28V，具有良好的可見光響應(yīng)活性；采用本發(fā)明在可見光輻照下，可受激發(fā)產(chǎn)生光生 載流子，并能有效阻止光生載流子的復(fù)合，提高量子產(chǎn)率，從而具有良好的可見光催化活 性，能迅速催化降解有機(jī)污染物。


圖1是二氧化鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑制備過(guò)程示意圖
圖2是在不同溫度下石墨處理制備的二氧化鈦@石墨化碳復(fù)合光催化劑的透射電 鏡(TEM)及高清透射電鏡(HRTEM)圖。從圖可見，復(fù)合催化劑具有核殼結(jié)構(gòu)，其核為納米二 氧化鈦(粒徑約為3-20nm)，殼為石墨化碳層，厚度約為l-5nm。
圖3是二氧化鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑及P25的X射線衍射(XRD) 圖。結(jié)果表明石墨化熱處理溫度分別為873K(60(TC ) 、973K(70(TC )時(shí)，二氧化鈦為100% 銳鈦礦，其衍射最強(qiáng)峰(2 9 = 25. 2， 101晶面)的半高峰寬(FWHM)分別為2. 389， 1. 414，根 據(jù)謝樂氏公式計(jì)算可得晶粒大小約為3. 4， 5. 8nm。熱處理溫度為1073K(80(TC )時(shí)，二氧化 鈦為銳鈦礦與金紅石型的混合物，而熱處理溫度為1173K(90(TC )時(shí)，二氧化鈦基本上為金 紅石型。 圖4是二氧化鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的拉曼光譜圖 (100cm—^700cm—1)。從圖可知，石墨化熱處理溫度分別為773K(500。C ) 、873K(600。C )時(shí)， 其拉曼位移峰表明二氧化鈦為100X銳鈦礦，結(jié)果與XRD測(cè)試一致；石墨化熱處理溫度為 973K(70(TC )，出現(xiàn)了較弱的金紅石特征位移峰，這是由于拉曼光譜和XRD分辨率存在差異 引起的。此外，隨熱處理溫度的提高，二氧化鈦的Eg拉曼位移(147cm—0紅移，表明隨熱處 理溫度的增加，二氧化鈦的晶粒有所增加。 圖5是二氧化鈦(i石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑及P25的拉曼光譜圖 (1000cm—^2000cm—1)。從圖可知復(fù)合光催化劑在1595cm—1處的拉曼位移峰為石墨的G帶 特征峰，1340cm—1處的拉曼位移峰為石墨的D帶特征峰。 圖6是二氧化鈦@石墨化碳復(fù)合光催化劑及P25的紫外-可見漫反射光譜圖。結(jié)果 表明，復(fù)合光催化劑不僅在可見及近紅外區(qū)存在較強(qiáng)吸收，同時(shí)，在紫外區(qū)的吸收也較P25
強(qiáng)得多。 圖7是二氧化鈦@石墨化碳復(fù)合光催化劑吸附_脫附等溫線。根據(jù)BET法計(jì)算 石墨化熱處理溫度分別為873K、973K、1073K時(shí)，其比表面積分別156m7g、 126m7g、86m7 g。比表面積較P25(35m7g)大。 圖8是二氧化鈦@石墨化碳復(fù)合光催化劑及P25的電流-電位關(guān)系圖。曲線A、B 分別為復(fù)合光催化劑在可見光(A > 400nm)照射、暗態(tài)(無(wú)光照)下的電流-電位關(guān)系曲 線。C、D分別為P25在可見光(A > 400nm)照射、暗態(tài)(無(wú)光照)下的電流-電位關(guān)系曲 線。光源為150W鹵鴇燈，經(jīng)高通濾光片(A > 400nm)濾光，光線由光纖引出。光電化學(xué)實(shí) 驗(yàn)采用Na2S04(0. 5M)溶液為工作介質(zhì)，甘汞電極為對(duì)電極，鉑電極為參比電極，工作電極是 將復(fù)合光催化劑或P25懸浮液涂布在導(dǎo)電玻璃(ITO)上，然后8(TC干燥12h制備而得。結(jié) 果表明在相同電位下，復(fù)合光催化劑在光照及暗態(tài)下的電流較P25要高得多，并且其分解 電壓(光照0. 4V，暗態(tài)約0. 68V)比P25 (1. 2V)低得多，而P25在可見光輻照下無(wú)明顯變化。
圖9是二氧化鈦@石墨化碳復(fù)合光催化劑及P25在可見光輻照下催化降解亞甲基 藍(lán)溶液性能圖。為了檢驗(yàn)復(fù)合光催化劑的光催化降解性能，選用亞甲基藍(lán)溶液(3X10—5M) 為光催化降解對(duì)象，對(duì)樣品及P25進(jìn)行光催化降解性能測(cè)試。光源為150W鹵鎢燈，經(jīng)高通 濾光片(A > 400nm)濾光，光由光纖引出，以消除熱效應(yīng)影響，光照強(qiáng)度1. 6mW/cm2。 50mg 樣品先用100ml亞甲基藍(lán)溶液(3X10—5M)吸附12h，經(jīng)離心分離后，再加入100ml新鮮的亞 甲基藍(lán)溶液進(jìn)行測(cè)試(消除表面吸附對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響)。結(jié)果表明在可見光輻照下，復(fù) 合光催化劑能迅速分解亞甲基藍(lán)，具有良好的可見光降解催化活性，而P25在相同條件下， 則不能催化分解亞甲基藍(lán)。
具體實(shí)施例方式
制備方法如圖l所示。 采用溶劑熱法，利用鈦酸酯前驅(qū)體與脂肪酸(如油酸等)反應(yīng)，反應(yīng)式如下所示
Ti (0Bu) 4+xC17H31C02H — Ti (0Bu) 4—x (C17H31C02) x+xBuOHTi (OBu) 4+Ti (OBu) 4—x (C17H31C02) x — (BuO) 3Ti_0-Ti (BuO) 4—x (C17H31C02) x—i+CACC^Bu
nTi (OBu) 4—x (C17H31C02) x — n/20 (_Ti (Bu) 3—x (C17H31C02) J 2+C17H31C02Bu
上述反應(yīng)可以保證納米表面均勻包覆一層脂肪酸單分子層。并且，通過(guò)控制反應(yīng) 時(shí)間及反應(yīng)物比例，能較好的控制Ti02納米粒子的粒徑。 表面脂肪酸改性的納米二氧化鈦經(jīng)分離、洗滌及干燥等處理后，在高溫下進(jìn)行石 墨化處理，表面脂肪酸熱解即在納米二氧化鈦表面形成石墨化碳層。 透射電鏡分析表明該復(fù)合光催化劑為核殼結(jié)構(gòu)，其核為納米Ti02粒子，粒徑可控
(約為3 20nm)，殼的厚度在l-5nm范圍內(nèi)可調(diào)(見附圖2) ;X射線衍射分析表明，Ti02晶
型為銳鈦礦或銳鈦礦與金紅石之混合物(見附圖3);進(jìn)一步的拉曼光譜測(cè)試表明，復(fù)合光
催化劑在1595cm—1處存在較強(qiáng)的拉曼位移峰，該峰為石墨的G帶特征峰，1340cm—1處的拉曼
位移峰為石墨的D帶特征峰，證明復(fù)合光催化劑殼為石墨化碳層(見附圖5)。 紫外-可見-近紅外漫反射光譜結(jié)果證明，復(fù)合光催化劑不僅在在紫外區(qū)存在強(qiáng)
烈吸收，同時(shí)在可見、近紅外區(qū)也存在較強(qiáng)吸收(見附圖6)。并且采用本發(fā)明的制備方法所
制備的復(fù)合光催化劑，具有顆粒尺寸小，比表面積大等特點(diǎn)(見附圖7)。 光電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，采用未改性TiOjDegussa P25)作電極時(shí)，對(duì)可見光無(wú)響
應(yīng)，水的分解電壓均為1. 2V。而采用本發(fā)明制備的復(fù)合光催化劑作電極時(shí)，在可見光輻照下
水的分解電壓為0. 4V，較無(wú)光照條件下的分解電壓(約0. 68V)降低0. 28V，表明該復(fù)合光
催化劑具有良好的可見光響應(yīng)活性(見附圖8)。光催化降解亞甲基藍(lán)溶液實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示
在可見光輻照下，復(fù)合光催化劑能迅速分解亞甲基藍(lán)(15Min內(nèi)即可降解99%左右，見附圖
9)。表明采用本發(fā)明制備的復(fù)合光催化劑在可見光輻照下，可受激發(fā)產(chǎn)生光生載流子(光
生電子和空穴)，并能有效阻止光生載流子的復(fù)合，提高量子產(chǎn)率，從而具有良好的可見光
催化活性，能迅速催化降解有機(jī)污染物。 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明 實(shí)施例1 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，50(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約3. 4nm。
實(shí)施例2 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，60(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約5. 8nm。
實(shí)施例3 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，70(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約9. 8nm。
實(shí)施例4 : 將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(rC真空干燥12h，然后在高 純氬氣保護(hù)下，80(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線 衍射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為銳鈦礦與金紅石的混合物，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約 16. 9nm。 實(shí)施例5 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，90(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為金紅石型。
實(shí)施例6 :將10ml三乙胺、50ml油酸、20ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，60(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約7. Onm。
實(shí)施例7 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入100ml水熱 釜，20(TC保溫12h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純 氬氣保護(hù)下，70(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約9. 8nm。
實(shí)施例8 : 將10ml三乙胺、30ml十二烷基酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸正丁酯混勻后，加入 100ml水熱釜，165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h， 然后在高純氬氣保護(hù)下，70(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化 劑。X射線衍射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約 11. 2nm。 實(shí)施例9 :將10ml三乙胺、30ml油酸、40ml環(huán)己烷、2ml鈦酸乙酯混勻后，加入100ml水熱釜， 165t:保溫24h，冷卻后離心分離并用無(wú)水乙醇洗滌5次，8(TC真空干燥12h，然后在高純氬 氣保護(hù)下，70(TC熱處理5h，即得二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。X射線衍射 測(cè)試表明二氧化鈦晶形為100%銳鈦礦，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約9. Onm。
對(duì)比例1 : 采用目前市場(chǎng)上催化效果最好的Degussa P25 二氧化鈦粉未做對(duì)比，X射線衍 射測(cè)試表明二氧化鈦晶形為銳鈦礦與金紅石的混合物，根據(jù)謝樂氏公式計(jì)算，其晶粒約 16. 7nm。
權(quán)利要求
一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑，其特征在于該復(fù)合光催化劑，其核為二氧化鈦，粒徑為3-20nm；殼為石墨化碳層，厚度為1-5nm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑，其特征在于二氧化鈦晶形為銳鈦礦、金紅石或銳鈦礦與金紅石之混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的制備方法，包括以下步驟(a) 通過(guò)溶劑熱法制備表面脂肪酸改性的納米二氧化鈦；(b) 改性納米二氧化鈦的分離、洗滌及干燥；(c) 在惰性氣體保護(hù)下，20(TC 90(TC加熱石墨化處理，得到具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于所述的溶劑熱法制備表面脂肪酸改性的納米二氧化鈦，其制備反應(yīng)物組成鈦酸酯O. 1% 10%，脂肪酸10% 95%，溶劑5% 95%，三乙胺5% 20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于所述脂肪酸是十八烷基酸、油酸、十六烷基酸、十二烷基酸、葵酸之一種或一種以上之混合物；所述鈦酸酯為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯之一種或一種以上之混合物；所述溶劑為環(huán)己烷或正己烷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于溶劑熱條件為溫度50°C 30(TC，反應(yīng)時(shí)間lh 100h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有可見光高催化活性的二氧化鈦@石墨化碳核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑及制備方法，本發(fā)明具有如下的有益效果，復(fù)合光催化劑不僅在紫外區(qū)存在強(qiáng)烈吸收，同時(shí)在可見、近紅外區(qū)也存在較強(qiáng)吸收。并且具有顆粒尺寸小，比表面積大等特點(diǎn)；采用本發(fā)明制備的光催化劑作電極時(shí)，在可見光輻照下水的分解電壓為0.4V，較無(wú)光照條件下的分解電壓(約0.68V)降低0.28V，具有良好的可見光響應(yīng)活性；采用本發(fā)明制備的光催化劑在可見光輻照下，可受激發(fā)產(chǎn)生光生載流子，并能有效阻止光生載流子的復(fù)合，提高量子產(chǎn)率，從而具有良好的可見光催化活性，能迅速催化降解有機(jī)污染物。
文檔編號(hào)B01J21/06GK101773821SQ20101906000
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者張平, 羅和安, 趙才賢, 鐘冠群, 龍絲曦 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)