【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化材料，具体而言，涉及一种二氧化钛复合纳米颗粒及其制备方法与应用。
技术介绍
1、纳米二氧化钛具有特殊的能带结构，光能可以在其表面被吸收，当光能与纳米二氧化钛相互作用时，电子将被激发至较高的能级，并产生电荷分离，激发后的电荷(电子空穴对)会被分离并迁移到纳米二氧化钛的表面，电子通常会迁移到导带上，而空穴则会迁移到价带上，这种电子与空穴分离产生的电荷极化会使纳米二氧化钛具有催化活性，其催化活性可用于促进光化学反应。纳米二氧化钛的上述特性使其在环境净化、能源转换和有机合成等领域有着广泛的应用前景。
2、研究发现，通过对二氧化钛进行改性可以提高其光催化活性，例如，以lafeo3改性tio2可以提高其可见光活性，但其制备方法复杂，需要先制备lafeo3，然后将其置于tio2溶胶中，通过陈化、干燥，在碱溶液中进行水热反应，最后再进行煅烧，才能得到改性二氧化钛材料，工序较多，耗时较长；另外，部分改性二氧化钛材料的光催化活性不高，有待进一步提升。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种二氧化钛复合纳米颗粒及其制备方法与应用，以解决现有技术中改性二氧化钛材料的光催化活性较低、制备工艺复杂的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
3、s1，将第一溶液加热至85-95℃，然后将第二溶液加入第一溶液中，得到第三溶液；
4、s2，待第三溶液自然冷却至室温后
5、s3，对中间产物进行煅烧，得到二氧化钛复合纳米颗粒；
6、其中，s1中，第一溶液包含金属盐、二氧化钛前驱体和有机溶剂；第二溶液包含尿素和水；金属盐为铁盐和镧盐的混合盐，和/或锌盐。
7、进一步地，s1中，当金属盐为铁盐和镧盐的混合盐时，铁盐和镧盐的物质的量之比为1：(0.8-1.2)；铁盐和二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-2)；当金属盐为锌盐时，锌盐和二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-1.5)。
8、进一步地，尿素与二氧化钛前驱体的物质的量之比为3：(1.2-2.5)。
9、进一步地，s1中，二氧化钛前驱体在第一溶液中的浓度为1-20mol/l；尿素在第二溶液中的浓度为1.2-40mol/l。
10、进一步地，s1中，将第二溶液加入第一溶液中的速度为1.5-4.5ml/min。
11、进一步地，s2中，陈化的时间为10-14h；和/或，除杂的方式为离心；和/或，干燥的条件为：温度100-110℃，时间1.5-2.5h。
12、进一步地，s3中，煅烧的条件为：温度400-600℃，时间1-3h。
13、进一步地，有机溶剂为无水乙醇；和/或，铁盐为硝酸铁；和/或，镧盐为硝酸镧；和/或，锌盐为硝酸锌；和/或，二氧化钛前驱体为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛中的至少一种。
14、根据本专利技术的第二方面，提供了一种由本专利技术第一方面的制备方法制得的二氧化钛复合纳米颗粒，该二氧化钛复合纳米颗粒的平均粒径为10-50nm。
15、根据本专利技术的第三方面，提供了一种本专利技术第二方面的二氧化钛复合纳米颗粒在光催化材料领域中的应用。
16、应用本专利技术公开的技术方案，将金属盐溶液和二氧化钛前驱体共混，通过溶胶凝胶法可以制备出成分均匀的二氧化钛复合纳米颗粒，相比于二氧化钛纳米颗粒，其光催化活性得到了显著提升。
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1.一种二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述S1中，当所述金属盐为铁盐和镧盐的混合盐时，所述铁盐和所述镧盐的物质的量之比为1：(0.8-1.2)；所述铁盐和所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-2)；当所述金属盐为锌盐时，所述锌盐和所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-1.5)。
3.根据权利要求1或2所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述尿素与所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为3：(1.5-2.5)。
4.根据权利要求3所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述二氧化钛前驱体在所述第一溶液中的浓度为1-20mol/L，所述尿素在所述第二溶液中的浓度为1.2-40mol/L。
5.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述S1中，将所述第二溶液加入所述第一溶液中的速度为1.5-4.5mL/min。
6.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法
7.根据权利要求1或6所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述煅烧的条件为：温度400-600℃，时间1-3h。
8.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，
9.一种二氧化钛复合纳米颗粒，其特征在于，所述二氧化钛复合纳米颗粒由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得；所述二氧化钛复合纳米颗粒的平均粒径为10-50nm。
10.一种根据权利要求9所述的二氧化钛复合纳米颗粒在光催化材料领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述s1中，当所述金属盐为铁盐和镧盐的混合盐时，所述铁盐和所述镧盐的物质的量之比为1：(0.8-1.2)；所述铁盐和所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-2)；当所述金属盐为锌盐时，所述锌盐和所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为1：(0.5-1.5)。
3.根据权利要求1或2所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述尿素与所述二氧化钛前驱体的物质的量之比为3：(1.5-2.5)。
4.根据权利要求3所述二氧化钛复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述二氧化钛前驱体在所述第一溶液中的浓度为1-20mol/l，所述尿素在所述第二溶液中的浓度为1.2-40mol/l。
5.根据权利要求1所述二氧化钛复合纳米颗粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：苟海鹏，宋言，王书晓，陈学刚，姚亮，陈宋璇，辛鹏飞，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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