一種貴金屬/二氧化鈦納米復(fù)合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合物的制備方法，尤其涉及一種貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米材料以其高表面活性、獨特的光、電、磁性能以及極小的空間三維結(jié)構(gòu)，適應(yīng)了當(dāng)前元器件的超微化、高密度集成、低能耗等發(fā)展趨勢，而金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料是納米材料的一個重要組成部分，科學(xué)家們研宄了各種方法合成各種形貌的金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料。
[0003]二氧化鈦以其優(yōu)異的光電性質(zhì)以及高靈敏的氣敏性質(zhì)一直被認(rèn)為是金屬氧化物中最有應(yīng)用前景的功能材料之一，是典型的η型半導(dǎo)體金屬氧化物，它具有較大的比表面積，可應(yīng)用于氣敏、鋰離子電池、光催化、太陽能電池等各個領(lǐng)域。但是純二氧化鈦具有較大的禁帶寬度，產(chǎn)生光生載流子所需的激發(fā)能量較高，一般只能利用波長在380nm以下的紫外光，而這部分能量在太陽能中僅占不到5%，不利于“清潔”太陽能的開發(fā)應(yīng)用。同時二氧化鈦激發(fā)產(chǎn)生的光生空穴-電子對(壽命一般在ns級)容易快速復(fù)合而導(dǎo)致其量子效率低。而貴金屬的引入既能保持二氧化鈦原有的優(yōu)勢特性，又能提高量子效率增強其可見光響應(yīng)。特別是近些年對貴金屬二氧化鈦催化機理的研宄使得人們對這類復(fù)合光催化材料的性能有了深入的認(rèn)識，并在環(huán)境治理、新能源技術(shù)研發(fā)、選擇性催化、殺菌消毒等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]目前已有研宄關(guān)于兩步法制備金屬/二氧化鈦納米材料，較典型的有兩類方法:一種是先制備Au納米粒子的膠體溶液，再與鈦源接觸復(fù)合，如；國家納米科學(xué)中心.一種空心核殼結(jié)構(gòu)AuOT12納米復(fù)合材料及其制備方法:中國，103252502A [P], 2013-08-21 ;另一種是先制備二氧化鈦的前驅(qū)體，再與貴金屬鹽接觸復(fù)合，如；中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研宄所.一種金屬負(fù)載型鈦基催化劑及其制備方法:中國，102489295A [P], 2012-06-13。但因其過程復(fù)雜且反應(yīng)條件要求苛刻，使其實際生產(chǎn)應(yīng)用價值大打折扣。本發(fā)明采用了一種制備金屬負(fù)載型二氧化鈦催化劑的簡易方法，通過低價鈦鹽和貴金屬離子之間的原位氧化還原作用，得到了分布均勻，粒徑較小的貴金屬/ 二氧化鈦復(fù)合物納米顆粒。該金屬負(fù)載型二氧化鈦納米顆?？梢杂贸爻褐频茫部捎梦⒉?，水熱等方法合成，所得的催化劑粒徑較小，分散性好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要是提出一種貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的過程復(fù)雜且反應(yīng)條件要求苛刻，實際應(yīng)用價值大打折扣等技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟:
第一步:將0.2 ~ 1.0 g表面活性劑和0.1 ~ 2 mmol的低價鈦鹽溶于30 ~ 60 mL碳原子數(shù)為1-4的醇中；
第二步:加入0.5 ~ 2 mL、24 mM貴金屬鹽溶液，混合均勻；
第三步:混合均勻后逐滴加入5 ~ 20 mL、0.1 M氫氧化鈉溶液，混合均勻，恒溫反應(yīng)0.5?24小時；
第四步:用乙醇反復(fù)清洗4-5次，直至將表面活性劑洗凈，放在干燥箱內(nèi)在溫度60°C下干燥12小時，即制得貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述表面活性劑是聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇中的一種或多種混合物。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述低價鈦鹽是三氯化鈦、硫酸亞鈦或氫化鈦中的一種或多種混合物。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述碳原子數(shù)為1-4的醇是甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的一種或多種混合物。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述貴金屬鹽是氯鉑酸、氯鉑酸銨、氯鉑酸鉀、氯化鉑、氯鉑酸鈉、氯化金、氯金酸鉀、氯金酸銨、氯金酸鈉、氯化鈀、醋酸鈀或氯鈀酸鉀中的一種或多種混合物。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述低價鈦鹽的物質(zhì)的量是貴金屬鹽的物質(zhì)的量的2-160倍。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述碳原子數(shù)為1-4的醇的體積是氫氧化鈉溶液的體積的1.5-12倍。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述恒溫反應(yīng)溫度為室溫、60°C、100°C或160。。。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述恒溫反應(yīng)時間為3小時。
[0015]有益效果:本發(fā)明所述一種貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物的制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、原料來源豐富，制備成本低廉，采用簡單的一步法即可制得所需的產(chǎn)物；2、制備設(shè)備簡單，工藝控制過程簡單；3、制得的貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合物，顆粒粒徑小，分散均勻，貴金屬納米顆粒負(fù)載量較大；4、將會在光催化、光降解、環(huán)境治理、新能源技術(shù)研發(fā)、選擇性催化、殺菌消毒等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0016]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明實施例1制得的Au/Ti02納米復(fù)合物的TEM圖；
圖2為本發(fā)明實施例1制得的Au/Ti02納米復(fù)合物的XRD圖；
圖3為本發(fā)明實施例2制得的PVT12納米復(fù)合物的TEM圖；
圖4為本發(fā)明實施例2制得的PVT12納米復(fù)合物的XRD圖；
圖5為本發(fā)明實施例3制得的Pd/Ti02納米復(fù)合物的TEM圖；
圖6為本發(fā)明實施例3制得的Pd/Ti02納米復(fù)合物的XRD圖；
圖7為本發(fā)明實施例6制得的Au/Ti02納米復(fù)合物的TEM圖；
圖8為本發(fā)明實施例6制得的Au/Ti02納米復(fù)合物的XRD圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明:
實施例1:
第一步:0.3 g聚乙烯吡咯烷酮和I mL三氯化鈦(TiCl3.4H20)鹽酸溶液溶于40 mL乙醇中；
第二步:再加入I mL HAuCl4溶液(I wt%)，混合均勻；
第三步:再往該溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，60°C下反應(yīng)3小時；
第四步:反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇反復(fù)清洗4-5次直至將表面活性劑洗凈，放在干燥箱內(nèi)在溫度60°C下干燥12小時，即制得貴金屬Au納米顆粒均勾分布的貴金屬/ 二氧化鈦納米復(fù)合材料。
[0018]產(chǎn)物的TEM圖見圖1。XRD圖見圖2，圖上可以看到Au和1102的特征峰，進一步證實得到Au/Ti02納米復(fù)合物。
[0019]實施例2:
第一步:0.3 g PVP和I mL三氯化鈦(TiCl3.4H20)鹽酸溶液溶于40 mL乙醇中； 第二步:再加入I mL氯亞鉑酸鉀(K2PtCl4)水溶液(lwt%)，混合均勻；
第三步:再往該溶液中逐滴加入20 mL NaOH溶液，60°C下反應(yīng)3小時；
第四步:反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇反復(fù)清洗4-5次直至將表面活性劑洗凈，放在干燥箱內(nèi)在溫度60°