CN104588048A - 高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将TiO2粉末均匀分散到硝酸铁溶液中，在搅拌下于恒温水浴中反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，得到铁修饰二氧化钛光催化剂；均匀分散到氟化氨溶液中，在搅拌下于恒温水浴反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，即得到高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料。本发明的有益效果在于：本发明提出通过简单、易于操作的离子浸渍法分别在TiO2粒子表面均匀修饰Fe(III)和F-，所制备的催化剂由于光生电子与空穴的有效分离而表现出对有机污染物高效的降解性能；该合成方法操作十分简单，无需加入各种有机表面活性剂、添加剂等。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化钛粒子的表面改性和铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化剂及其制备技术。
技术背景
近年来，全球正面临着能源短缺、环境恶化和气候变暖等问题的严峻挑战。光催化具有光分解水制氢、光降解有机污染物和光还原二氧化碳等功能，因此在解决能源问题、环境问题和温室气体处理方面有重要的应用前景。TiO2以其具有的稳定性、无毒性和廉价性等优点，曾一度被认为是最有前途的光催化材料。然而，由于量子产率低，光生电子和空穴容易复合，大大限制了其在实际中的应用。许多研究工作者通过阴阳离子掺杂、贵金属沉积、半导体耦合、量子点敏化等方法来对TiO2进行改性研究，以增强其光催化活性。在上述方法中，发展高效、廉价的助催化材料并对TiO2进行表面修饰被认为是在实际应用中最具应用潜力的方法之一。
根据助催化材料的不同功能，助催化剂可分为电子转移助剂和空穴转移助剂。例如，最近的研究结果表明：廉价的过渡金属离子如Fe(III)和Cu(II)等可作为光催化剂的电子转移助剂，可有效提高TiO2光催化材料中光生电子的转移速率，从而提高光催化性能。另一方面，一些廉价的阴离子如F离子、磷酸根离子等能作为光催化剂的空穴转移助剂，可有效地提高TiO2光催化材料中光生空穴的转移速率，从而提高光催化性能。众所周知，光催化过程中的总反应效率(或光催化材料的性能)是由氧化和还原两个半反应速率共同决定的，而当前对TiO2光催化材料进行单助剂修饰只能单方面加快空穴转移或电子转移速率，所以也只能有限地提高TiO2光催化材料的光催化性能。因此，如何把廉价的电子助剂和空穴助剂通过一种简单的方式同时修饰于TiO2光催化材料表面，从而进一步提高TiO2光催化材料的光催化性能，对于发展高效光催化材料具有重要意义。但据我们所知，目前还没有关于利用廉价的过渡金属元素Fe(III)和F-作为双助催化剂同时对TiO2光催化材料进行表面修饰，以提高TiO2类光催化剂的光稳定性和光催化活性的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提出一种简单有效的高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，通过Fe(III)和F-离子的表面改性，所制备的铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料具有更高的光稳定性和光催化活性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将硝酸铁溶于去离子水中形成均匀溶液，其中硝酸铁浓度为0.0001-0.05mol/L，硝酸铁溶液的pH值为0.5-6；
2)将0.5g TiO2粉末均匀分散到步骤1)配置的5mL硝酸铁溶液中，在搅拌下于恒温水浴中反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，得到铁修饰二氧化钛光催化剂；
3)将氟化氨溶于去离子水中形成均匀溶液，其中氟化氨浓度为0.0005-0.1mol/L，氟化氨溶液的pH值为0.5-6；
4)将步骤2)得到的0.5g铁修饰二氧化钛光催化剂粉末均匀分散到步骤3)配置的5mL氟化氨溶液中，在搅拌下于恒温水浴反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，即得到高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料。
按上述方案，步骤1)所述的硝酸铁浓度为0.001-0.01mol/L，所述的硝酸铁溶液的pH值为2-4。
按上述方案，步骤3)所述的氟化氨浓度为0.001-0.05mol/L，所述的氟化氨溶液的pH为2-4。
按上述方案，步骤2)和步骤4)恒温水浴温度为30-100℃，反应时间0.5-6h。
按上述方案，步骤2)和步骤4)恒温水浴温度为30-80℃，反应时间2-3h。
本发明提出通过离子浸渍法首先在TiO2粒子表面均匀修饰Fe(III)，然后再利用F-修饰Fe(III)/TiO2，从而制备高效稳定的Fe(III)/F-TiO2光催化剂。
本发明的有益效果在于：本发明提出通过简单、易于操作的离子浸渍法分别在TiO2粒子表面均匀修饰Fe(III)和F-，所制备的Fe(III)和F-双助剂共修饰TiO2光催化剂由于光生电子与空穴的有效分离而表现出对有机污染物高效的降解性能；该合成方法操作十分简单，无需加入各种有机表面活性剂、添加剂等；同时整个反应过程仅需烧杯等普通的玻璃仪器，设备要求低，无需昂贵的各种加工合成设备和高温高压等反应装置，具有易于大批量合成等优点；制备的光催化材料具有高的可见光光催化性能，有望产生良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为各种光催化剂的光催化机理图：(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2；
图2为实施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的FESEM图；
图3为实施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的XRD图谱；
图4为实施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的XPS图谱；
图5为实施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的UV-vis图谱；
图6为实施例1中(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数k；
图7为实施例1中Fe(III)/F-TiO2光催化剂对苯酚多次降解的速率常数k。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制。
实施例1：
Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程如下：
1)将硝酸铁溶于去离子水中形成均匀溶液，其中硝酸铁浓度为0.01mol/L，硝酸铁溶液的pH值为2；
2)将0.5g TiO2粉末均匀分散到步骤1)配置的5mL硝酸铁溶液中，于60℃恒温水浴下搅拌反应2h，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，得到铁修饰二氧化钛光催化剂；
3)将氟化氨溶于去离子水中形成均匀溶液，其中氟化氨浓度为0.0125mol/L，氟化氨溶液的pH值为2；
4)将步骤2)得到的0.5g铁修饰二氧化钛光催化剂粉末均匀分散到步骤3)配置的5mL氟化氨溶液中，于60℃恒温水浴下搅拌反应2h，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，即得到高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料。
通过Fe(III)和F-离子表面改性来增强TiO2光催化剂光催化活性的基本原理(见图1)是：(1)当TiO2吸收光子后，在TiO2颗粒内部产生光生电子和光生空穴，光生电子迁移到颗粒表面与吸附在TiO2表面的O2发生还原反应，而光生空穴迁移到颗粒表面与吸附在TiO2表面的H2O发生氧化反应，如图1a所示；(2)当TiO2表面经F-改性后，F-离子作为空穴助剂，加快光生空穴的转移，产生更多的羟基自由基，提高TiO2的光催化性能，如图1b所示；(3)当TiO2表面经Fe(III)改性后，光生电子首先迁移到颗粒表面与Fe(III)结合形成Fe(II)，Fe(II)上的电子再与空气中的氧气反应，使Fe(II)恢复到Fe(III)，正是因为光生电子优先转移到Fe(III)上，使TiO2上的电子－空穴对得到有效分离，因而使Fe(III)/TiO2光催化剂具有更高的光催化活性，如图1c所示；(4)当TiO2表面同时被F-和Fe(III)改性后，F-作为空穴助剂，加快光生空穴的传输，而Fe(III)作为电子助剂，使光生电子优先转移到Fe(III)上，这样可以同时分离光生电子和光生空穴，使TiO2上的电子－空穴对得到更有效分离，因而使Fe(III)/F-TiO2光催化剂具有更高的光催化活性，如图1d所示。
光催化剂的微结构表征方法：用场发射扫描电镜(FESEM)观察形貌和颗粒大小；用X射线衍射(XRD)光谱分析结晶情况；在Mg靶Kα为X-射线源的光电子能谱仪(KRATOAXSAM800 XPS)得到X射线光电子能谱图，从而确定元素的组成及价态；用紫外可见光谱仪(UV-2550)测定样品的紫外可见光漫反射吸收谱。
图2分别为(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的FESEM图。从图2a中可以看出，TiO2粒子的大小为20-60nm；经单独的F-离子(图2b)或Fe(III)离子修饰(图2c)，和Fe(III)和F-离子共同表面修饰后(图2d)，相应光催化剂粒子的大小并没有明显变化，说明Fe(III)和F-离子的修饰过程并不会引起TiO2粒子的明显变化。
图3分别为(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的XRD图谱。从图3中可以看出，经单独的F-离子(图3b)或Fe(III)离子修饰(图3c)，和Fe(III)和F-离子共同表面修饰后(图3d)，相应的TiO2光催化剂XRD的特征衍射峰并没有多大的改变，说明F-和Fe(III)表面修饰并不影响TiO2的晶相和晶化程度；同时，由于F-和Fe(III)离子含量很少，在XRD图上不能显示出相应的衍射峰。
图4分别为(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的XPS谱图。相比于纯TiO2样品，Fe(III)/TiO2和Fe(III)/F-TiO2光催化剂的XPS谱图在707和722eV左右明显显示出Fe(III)的光电子峰，说明Fe(III)已成功负载到相应的光催化剂表面；另一方面，F-TiO2和Fe(III)/F-TiO2光催化剂在683.9eV左右明显显示出F的光电子峰，说明F-已成功负载到相应的光催化剂表面。
图5分别为(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂的UV-vis谱图。纯TiO2样品只在300-400nm的紫外光范围有吸收；相对于TiO2，F-TiO2光催化剂的光吸收发生了少量红移，而Fe(III)/TiO2光催化剂在400-500nm附近出现了一个吸收肩峰；Fe(III)/F-TiO2光催化剂则结合了F-TiO2和Fe(III)/TiO2光催化剂的吸收特性，表现出最强的光吸收(见图5d)。
Fe(III)/F-TiO2光催化剂的光催化活性是通过光催化降解甲基橙和苯酚溶液进行表征的。实验过程如下：将0.05g光催化剂分散在装有10mL甲基橙(20mg/L)或10mL苯酚溶液(10mg/L)的培养皿中(直径为5cm)。光源为4W，365-nm的紫外光灯(Shenzhen LAMPLIC Science公司)，每隔3min光照时间，反应溶液先进行过滤分离，然后测量反应溶液中的有机物浓度。降解液中的有机物浓度由紫外可见吸收光谱测定(UV-1240,SHIMADZU,Japan)。由于低浓度的甲基橙溶液和苯酚在光催化降解过程中符合准一级动力学方程：lnc0/c＝kt，其中c0和c分别是光催化反应前和反应一定时间t时有机物的浓度，而k为降解速率常数。因此，可用降解速率常数k来评价光催化材料的光催化性能。
图6分别为(a)TiO2、(b)F-TiO2、(c)Fe(III)/TiO2和(d)Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙光催化降解的速率常数图。从图中可以看出，TiO2对甲基橙表现出较高的光催化降解速率，其k为0.09min-1；当TiO2表面用F-或Fe(III)离子修饰后，所对应的F-TiO2和Fe(III)/TiO2光催化剂的光催化性能得到了提高，对应的k值分别为0.12min-1和0.14min-1。但是一旦TiO2表面用Fe(III)和F-离子先后修饰后，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂的光催化性能得到明显的提高，其k为0.24min-1。其主要原因是Fe(III)可作为TiO2光催化剂的有效电子助剂，F-可作为TiO2光催化剂的有效空穴助剂，共同促进了光生电子与空穴的有效分离。
为了证明Fe(III)/F-TiO2光催化剂的光稳定性，我们对光催化剂进行了多次次循环降解苯酚实验，结果如图7所示。从图中可以看出，经5次光催化循环反应后，光催化剂降解苯酚的能力并没有降低，说明经Fe(III)和F-共修饰后的TiO2具有高的光稳定性。
实施例2：
为了检验硝酸铁浓度对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除硝酸铁浓度不同以外，其他反应条件如硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当硝酸铁浓度为0.0001、0.001、0.005、0.01和0.05mol/L时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.12、0.20、0.24、0.22和0.19min-1。主要原因是，当硝酸铁浓度过低(0.0001mol/L)时，由于Fe(III)助剂在TiO2粒子表面修饰太少，导致了Fe(III)/F-TiO2光催化剂低的光催化性能；当硝酸铁浓度为0.001-0.01mol/L时，由于Fe(III)能够很好地修饰在TiO2光催化剂表面，导致了明显增强的光催化性能；而当硝酸铁浓度大于0.05mol/L时，由于过多Fe(III)负载于TiO2表面反而成为空穴-电子对的复合中心，又导致Fe(III)/F-TiO2光催化剂的光催化性能下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳的硝酸铁浓度为0.001-0.01mol/L。
实施例3：
为了检验硝酸铁溶液pH对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除硝酸铁溶液pH值不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当硝酸铁溶液pH值为0.5、2、4和6时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.12、0.24、0.21和0.13min-1。主要原因是，当硝酸铁溶液pH值为0.5时，由于酸性太强，Fe(III)难修饰于TiO2表面，因而其光催化性能没有得到提高；当硝酸铁溶液pH值为2-4时，Fe(III)能很好地修饰于TiO2表面，从而表现出高的光催化性能；当硝酸铁溶液pH值为6时，由于Fe(III)易于形成Fe(OH)3，不易于负载于TiO2表面，因而表面出低的光催化活性。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳硝酸铁溶液pH值为2-4。
实施例4：
为了检验硝酸铁溶液的水浴温度对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除硝酸铁溶液的水浴温度不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当硝酸铁溶液的水浴温度为30、60、80和100℃时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.20、0.24、0.21和0.08min-1。主要原因是，当水浴温度为30-80℃时，Fe(III)能够很好地修饰在TiO2光催化剂表面，从而导致了高的光催化性能；而较高的温度(100℃)易使硝酸铁溶液水解形成Fe(OH)3胶体，不利于Fe(III)修饰在TiO2光催化剂表面，从而导致了光催化性能的降低。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳硝酸铁溶液的水浴温度为30-80℃。
实施例5：
为了检验硝酸铁溶液的水浴反应时间对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除硝酸铁溶液的水浴反应时间不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当硝酸铁溶液的水浴反应时间为0.5、2、3和6h时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.16、0.24、0.24和0.23min-1。主要原因是，当水浴反应时间为0.5h时，Fe(III)离子不能完全修饰到TiO2光催化剂的表面，从而导致低的光催化性能；而当水浴反应时间为6h时，因为Fe(III)离子早已经在TiO2光催化剂表面进行充分修饰，所以所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂与水浴反应时间为2-3h的样品性能相当。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，从节约能源角度，最佳硝酸铁溶液的水浴反应时间为2-3h。
实施例6：
为了检验氟化氨浓度对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除氟化氨浓度不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当氟化氨浓度为0.0005、0.001、0.013、0.05和0.1mol/L时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.14、0.22、0.24、0.23和0.17min-1。主要原因是：当氟化氨浓度很低时(0.0005mol/L)，由于F离子在Fe(III)/TiO2光催化剂表面修饰太少，从而导致了低的光催化性能；当氟化氨浓度为0.001-0.05mol/L时，由于F离子能够很好地修饰在Fe(III)/TiO2光催化剂表面，从而导致了明显增强的光催化性能；而氟化氨浓度为0.1mol/L时，修饰在Fe(III)/TiO2光催化剂表面的过多F离子反而成为空穴-电子对的复合中心，从而又导致了光催化性能下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳氟化氨浓度为0.001-0.05mol/L。
实施例7：
为了检验氟化氨溶液pH值对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除氟化氨溶液pH值不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当氟化氨溶液pH值为0.5、2、4和6时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.13、0.24、0.22和0.16min-1。主要原因是，当氟化氨溶液pH值为0.5时，之前修饰的Fe(III)离子容易从Fe(III)/TiO2光催化剂表面脱落，从而导致了光催化性能的下降；而当pH值为6时，F离子则难以修饰在Fe(III)/TiO2光催化剂表面，从而也导致了光催化性能的下降。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳的氟化氨溶液pH值为2-4。
实施例8：
为了检验氟化氨溶液水浴反应温度对Fe(III)/F-TiO2光催化剂光催化性能的影响，除氟化氨溶液水浴反应温度不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应时间(2h)等均与实施例1相同。结果表明：当氟化氨溶液水浴反应温度为30、60、80和100℃时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.19、0.24、0.22和0.14min-1。主要原因是，当氟化氨溶液水浴反应温度为30-80℃时，F离子能够很好地与Fe(III)/TiO2粉末结合形成Fe(III)/F-TiO2光催化剂；而较高的水浴反应温度(100℃)易使反应体系中的HF挥发，不利于F离子在Fe(III)/TiO2光催化剂表面的修饰。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，最佳氟化氨溶液水浴反应温度为30-80℃。
实施例9：
为了检验氟化氨溶液水浴反应时间对Fe(III)/F-TiO2光催化剂的影响，除氟化氨溶液水浴反应时间不同以外，其他反应条件如硝酸铁浓度(0.01mol/L)、硝酸铁溶液pH(pH＝2)、硝酸铁溶液的水浴反应温度(60℃)、硝酸铁溶液的水浴反应时间(2h)、氟化氨浓度(0.0125mol/L)、氟化氨溶液pH(pH＝2)、氟化氨溶液水浴反应温度(60℃)等均与实施例1相同。结果表明：当氟化氨溶液水浴反应时间为0.5、2、3和6h时，所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂对甲基橙的降解速率常数分别为0.15、0.24、0.23和0.23min-1。主要原因是，当水浴时间为0.5h时，F离子不能完全修饰到Fe(III)/TiO2光催化剂的表面，从而导致其低的光催化性能；当水浴时间为6h时，由于F离子在Fe(III)/TiO2光催化剂表面的修饰早已完成，所以所得的Fe(III)/F-TiO2光催化剂与水浴时间为2-3h的样品性能相当。因此，在Fe(III)/F-TiO2光催化剂的制备过程中，从节约能源角度，最佳氟化氨溶液水浴反应时间为2-3h。
Claims (5)
1.高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将硝酸铁溶于去离子水中形成均匀溶液，其中硝酸铁浓度为0.0001-0.05mol/L，硝酸铁溶液的pH值为0.5-6；
2)将0.5g TiO2粉末均匀分散到步骤1)配置的5mL硝酸铁溶液中，在搅拌下于恒温水浴中反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，得到铁修饰二氧化钛光催化剂；
3)将氟化氨溶于去离子水中形成均匀溶液，其中氟化氨浓度为0.0005-0.1mol/L，氟化氨溶液的pH值为0.5-6；
4)将步骤2)得到的0.5g铁修饰二氧化钛光催化剂粉末均匀分散到步骤3)配置的5mL氟化氨溶液中，在搅拌下于恒温水浴反应，所得沉淀物经过滤、洗涤和干燥，即得到高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料。
2.根据权利要求1所述的高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于步骤1)所述的硝酸铁浓度为0.001-0.01mol/L，所述的硝酸铁溶液的pH值为2-4。
3.根据权利要求1所述的高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于步骤3)所述的氟化氨浓度为0.001-0.05mol/L，所述的氟化氨溶液的pH为2-4。
4.根据权利要求1所述的高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于步骤2)和步骤4)恒温水浴温度为30-100℃，反应时间0.5-6h。
5.根据权利要求4所述的高效铁氟双助剂共修饰二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于步骤2)和步骤4)恒温水浴温度为30-80℃，反应时间2-3h。
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Denomination of invention: Preparation of high efficiency titanium dioxide photocatalyst co modified by iron and fluorine Effective date of registration: 20210329 Granted publication date: 20170613 Pledgee: Jiangsu Lishui Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shiqiu sub branch Pledgor: JIANGSU AOJINGJIA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002245 |
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Date of cancellation: 20220324 Granted publication date: 20170613 Pledgee: Jiangsu Lishui Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shiqiu sub branch Pledgor: JIANGSU AOJINGJIA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002245 |
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Denomination of invention: Preparation method of titanium dioxide photocatalytic material co modified with high efficiency iron fluorine double additives Effective date of registration: 20220325 Granted publication date: 20170613 Pledgee: Jiangsu Lishui Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shiqiu sub branch Pledgor: JIANGSU AOJINGJIA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980003162 |
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Date of cancellation: 20230323 Granted publication date: 20170613 Pledgee: Jiangsu Lishui Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shiqiu sub branch Pledgor: JIANGSU AOJINGJIA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980003162 |
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Denomination of invention: Preparation Method of Efficient Iron Fluoride Double Promoter Co modified Titanium Dioxide Photocatalytic Materials Effective date of registration: 20230327 Granted publication date: 20170613 Pledgee: Jiangsu Lishui Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shiqiu sub branch Pledgor: JIANGSU AOJINGJIA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980036491 |