CN113908875B - 一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的方法 - Google Patents

一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的方法，其中，可见光催化材料的制备方法包括以下步骤：S10、将含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液混合均匀，并调节其pH至8～9，得到混合液；S20、将混合液在60～80℃下加热并搅拌8～10h后，干燥以去除水，得到前驱体；S30、将前驱体进行煅烧，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。本发明以含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液为原料制得了C、g‑C3N4和TiO2复合的光催化材料，通过C的掺杂，使制得的光催化材料的光吸收边更强，且光吸收扩展到了全可见光谱，从而使光催化材料能在可见光下响应；同时，制得的可见光催化材料在可见光的照射下，能降解空气中的空气污染物，且对空气污染物中的甲醛具有格外优异的降解效果。

Description

一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的 方法
技术领域
本发明涉及可见光催化材料技术领域，特别涉及一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的方法。
背景技术
由于工业生产、煤的燃烧、以及汽车等排放的废气会进入空气中，使空气中存在空气污染物，如甲醛、SO2、氨气、NO-X等，吸入它们会对身体有害，以甲醛为例：甲醛对人类健康有害，长期接触环境中过量的甲醛甚至会导致癌症。目前去除空气中甲醛的方法主要有物理吸附、等离子体催化氧化等，然而，物理吸附（如活性炭吸附）本质上是污染物的转移，并不会破坏甲醛，因此还需要对甲醛进行后续处理；而电解分离可能会释放一些其他污染物。
光催化目前被认为是一种新兴且有前途的技术，用于降解室内空气污染物，如甲苯、甲醛、丙酮或其他挥发性有机化合物。二氧化钛(TiO2)由于其化学稳定性高、成本低、降解能力强等优点，是常用的光催化纳米材料，通过在光照下使用二氧化钛活性光催化剂，大多数室内空气污染物都可以很好地消除。然而其带隙较大(3.2 eV)，需要在紫外光照射下活化。而紫外线直接照射对人体有害，使光催化材料无法在用户处于室内时来活化使用以消除室内空气污染物，从而限制了光催化材料的应用。此外，二氧化钛对甲醛的去除能力较差，因此，开发用于室内甲醛去除的可见光响应型光催化剂仍有强烈的需求。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种可见光催化材料的制备方法、以及降解空气污染物的方法，旨在提供一种能在可见光下高效甲醛的光催化材料。
为实现上述目的，本发明提出一种可见光催化材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S10、将含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液混合均匀，并调节其pH至8~9，得到混合液；
S20、将所述混合液在60~80℃下加热并搅拌8~10 h后，干燥以去除水，得到前驱体；
S30、将所述前驱体进行煅烧，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
可选的，所述含氮有机物中，碳氮比为1：2。
可选的，所述含氮有机物包括单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种。
可选的，所述甲醛水溶液的质量分数为35~40%，所述含氮有机物、TiO2的质量与甲醛水溶液的体积之比为10g：1~5g：1~5mL。
可选的，在步骤S20中：
所述干燥的温度低于70℃。
可选的，在步骤S30中：
所述煅烧过程中的升温速率为5~20℃/min、煅烧温度为400~600℃、煅烧时间为3~5 h。
可选的，在步骤S10之前，还包括以下步骤：
A1、将四异丙醇钛溶解于异丙醇中，再向其加入盐酸，得到第一溶液；
A2、将所述第一溶液加热，以得到含有TiO2前驱体的混合物；
A3、将所述混合物超声处理后除去溶剂，再将得到的固体水洗并干燥，得到锐钛型的TiO2晶体。
可选的，在步骤S11中：
所述四异丙醇钛、异丙醇和盐酸的体积比为10：10~40：0.5~2。
可选的，在步骤S12中：
所述加热的加热温度为40~60℃，加热时间为30~60min。
进一步地，本发明还提出一种降解空气污染物的方法，所述方法使用可见光催化材料处理空气污染物，所述空气污染物包括甲醛，所述可见光催化材料由如上所述的可见光催化材料的制备方法制得。
本发明提供的技术方案中，以含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液为原料制得了C、g-C3N4和TiO2复合的光催化材料，通过C的掺杂，使制得的光催化材料的光吸收边更强，且光吸收扩展到了全可见光谱，从而使光催化材料能在可见光下响应；同时，制得的可见光催化材料在可见光的照射下，能降解空气中的空气污染物，且对空气污染物中的甲醛具有格外优异的降解效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料的扫描电镜图；
图2为市售TiO2和实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料的紫外漫反射光谱图；
图3为本发明实施例2制得的C/CN/TiO2可见光催化材料的N2吸附-脱附等温线图；
图4为市售TiO2、市售g-C3N4以及实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料的傅里叶红外图谱；
图5为本发明应用实施例1、应用对比例1-3催化降解甲醛的性能对比图；
图6为本发明实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料的稳定性测试结果图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
二氧化钛（TiO2）的带隙较大(3.2 eV)，需要在紫外光照射下活化。而紫外线直接照射对人体有害，使光催化材料无法在用户处于室内时来活化使用以消除室内空气污染物，从而限制了光催化材料的应用。此外，二氧化钛对甲醛的去除能力较差。因此，开发用于室内甲醛去除的可见光响应型光催化剂仍有强烈的需求。
鉴于此，本发明提出一种可见光催化材料的制备方法，在一实施例中，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液混合均匀，并调节其pH至8~9，得到混合液；
其中，所述含氮有机物用以提供碳氮源，以制备氮化碳（C3N4）。在本实施例中，所述含氮有机物中，碳氮比为1：2，且优选为小分子量的含氮有机物。进一步的，所述含氮有机物包括单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种。较优地，所述含氮有机物为二聚氰胺。
在一实施例中，所述甲醛水溶液的质量分数为35~40%（即福尔马林），所述含氮有机物、TiO2的质量与甲醛水溶液的体积之比为10g：1~5g：1~5mL，在此配比下，制得的可见光催化材料的催化性能较好。
在一具体实施例中，步骤S10包括：将含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液。
为了使制得的可见光催化材料的催化效果较好，所述TiO2为锐钛型TiO2。可以理解的是，所述锐钛型TiO2可以自行制备，也可以购买所得。为了便于调控TiO2的形貌结构，在本实施例中，自行制备得到，因此，在步骤S10之前，还包括以下步骤：
步骤A1、将四异丙醇钛溶解于异丙醇中，再向其加入盐酸，得到第一溶液；
其中，所述四异丙醇钛、异丙醇和盐酸的体积比为10：10~40：0.5~2。进一步地，所述四异丙醇钛与HCl的物质的量之比为1.25：0.1~0.5。
步骤A2、将所述第一溶液加热，以得到含有TiO2前驱体的混合物；
将所述第一溶液在水浴中加热，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体。其中，所述加热的加热温度为40~60℃，加热时间为30~60min。
步骤A3、将所述混合物超声处理后除去溶剂，再将得到的固体水洗并干燥，得到锐钛型的TiO2晶体。
在一具体实施例中，步骤A3包括：将所述混合物超声处理30~60min后，在40~60℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在40~80℃下干燥10~24 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
步骤S20、将所述混合液在60~80℃下加热并搅拌8~10 h后，干燥以去除水，得到前驱体；
为了防止在干燥过程中发生反应，在本实施例中，所述干燥的温度低于70℃。
步骤S30、将所述前驱体进行煅烧，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中进行煅烧，其中，所述煅烧过程中的升温速率为5~20℃/min、煅烧温度为400~600℃、煅烧时间为3~5 h。其中，C3N4经煅烧后，变成了g-C3N4，简写为CN。
目前也存在将TiO2和g-C3N4制成复合材料的方案，其复合材料在降解气相甲苯上的效果较好，尽管其突破了紫外光吸收的限制，但由于其表面积较低，活性位点较少，带隙较宽，可见光吸收范围较低，电子空穴复合效率高，g-C3N4和TiO2结合不紧密，导致其对甲醛的降解效率较差。因此，在利用碳化氮（g-C3N4）改性TiO2的过程中，现有的研究仍存在如下问题：利用碳化氮（g-C3N4）改性TiO2后，g-C3N4/TiO2仅能利用少量的可见光对甲醛进行去除，且降解效率依旧很低。
而在本方案中，将TiO2与g-C3N4复合，并在g-C3N4/TiO2的基础上，进一步掺杂了C，通过C的掺杂，使制得的光催化材料的光吸收边更强，且光吸收扩展到了全可见光谱，从而使光催化材料能在可见光下响应；同时，制得的可见光催化材料在可见光的照射下，能降解空气中的空气污染物，且对空气污染物中的甲醛具有格外优异的降解效果。
以下给出本发明提出的可见光催化材料的制备方法的一具体实施例：
（1）将1.25mol的四异丙醇钛溶解于异丙醇中，再向其加入0.1~0.5mol的盐酸，得到第一溶液，其中，所述四异丙醇钛、异丙醇和盐酸的体积比为10：10~40：0.5~2，将所述第一溶液在40~60℃下水浴中加热30~60min，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体，将所述混合物超声处理30~60min后，在40~60℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在40~80℃下干燥10~24 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
（2）将含氮有机物（单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种）、上述TiO2晶体和甲醛水溶液混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液，其中，所述甲醛水溶液的质量分数为35~40%，所述含氮有机物、TiO2的质量与甲醛水溶液的体积之比为10g：1~5g：1~5mL。
（3）将所述混合液在60~80℃下加热并搅拌8~10 h后，在70℃以下干燥以去除水，得到前驱体。
（4）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以5~20℃/min的升温速率加热至400~600℃后煅烧3~5 h，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
基于上述目的，本发明还提出一种降解空气污染物的方法，所述方法包括使用可见光催化材料处理空气污染物，所述空气污染物包括甲醛，所述可见光催化材料由如上所述的可见光催化材料的制备方法制得。
可以理解的是，所述空气污染物还可包括SO2、氨气和NO-X中的任意一种。但所述可见光催化材料在可见光催化下，对甲醛有格外优异的降解效果。具体地，所述可见光催化材料的降解甲醛的原理如下：甲醛首先吸附在C/CN/TiO2的表面，当可见光激发C/CN/TiO2时，电子从C3N4的导带转移到TiO2的导带上，空穴留在C3N4的价带中，同时在C3N4上的C中，电子可以平滑地迁移到具有高导电性的残余碳表面，C作为另一个优秀的电子受体，能极大促进空穴和电子的分离，有效地抑制光生载流子的复合，同时甲醛容易被表面活性氧或羟基氧化，最终生成水和二氧化碳。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）将10mL 1.25mol的四异丙醇钛溶解于10mL异丙醇中，再向其加入1mL 0.1mol的盐酸，得到第一溶液，将所述第一溶液在40℃下水浴中加热60min，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体，将所述混合物超声处理30min后，在40℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在60℃下干燥12 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
（2）将10g二聚氰胺、1g上述锐钛型TiO2晶体和4.5mL的甲醛水溶液（质量分数为37%）混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液。
（3）将所述混合液在74℃下加热并搅拌9 h后，在69℃干燥以去除水，得到前驱体。
（4）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以10℃/min的升温速率加热至550℃后煅烧4 h，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
实施例2
（1）将10mL 1.25mol的四异丙醇钛溶解于20mL异丙醇中，再向其加入0.5mL0.5mol的盐酸，得到第一溶液，将所述第一溶液在60℃下水浴中加热30min，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体，将所述混合物超声处理40min后，在60℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在40℃下干燥24 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
（2）将10g单氰胺、2g上述锐钛型TiO2晶体和5mL甲醛水溶液（质量分数为35%）混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液，其中，所述甲醛水溶液的质量分数为35~40%，所述含氮有机物、TiO2的质量与甲醛水溶液的体积之比为10g：1~5g：1~5mL。
（3）将所述混合液在60℃下加热并搅拌10 h后，在60℃干燥以去除水，得到前驱体。
（4）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以20℃/min的升温速率加热至600℃后煅烧3 h，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
实施例3
（1）将10mL 1.25mol的四异丙醇钛溶解于40mL异丙醇中，再向其加入2mL 0.2mol的盐酸，得到第一溶液，将所述第一溶液在50℃下水浴中加热40min，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体，将所述混合物超声处理60min后，在50℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在80℃下干燥10 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
（2）将10g三聚氰胺、5g上述锐钛型TiO2晶体和1mL甲醛水溶液（质量分数为40%）混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液。
（3）将所述混合液在80℃下加热并搅拌8 h后，在65℃干燥以去除水，得到前驱体。
（4）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以5℃/min的升温速率加热至400℃后煅烧5 h，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
实施例4
（1）将10g尿素、1g锐钛型TiO2和4.5mL的甲醛水溶液（质量分数为37%）混合均匀，并用稀NaOH溶液调节其pH至8~9，得到混合液。
（2）将所述混合液在74℃下加热并搅拌9 h后，在69℃干燥以去除水，得到前驱体。
（3）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以10℃/min的升温速率加热至550℃后煅烧4 h，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料。
对比例1
（1）将10mL 1.25mol的四异丙醇钛溶解于40mL异丙醇中，再向其加入2mL 0.2mol的盐酸，得到第一溶液，将所述第一溶液在50℃下水浴中加热40min，以在盐酸存在下使所述第一溶液中的四异丙醇钛水解得到TiO2前驱体，将所述混合物超声处理60min后，在50℃的真空条件下，蒸发溶剂以得到固体产物，再将得到的固体用乙醇和去离子水冲洗至pH为7，最后将冲洗后的固体置于烘箱中，在80℃下干燥10 h，得到锐钛型的TiO2晶体。
（2）将10g三聚氰胺、5g上述锐钛型TiO2晶体与50ml超纯水混合均匀，得到混合液。
（3）将所述混合液在80℃下加热并搅拌8 h后，在65℃干燥以去除水，得到前驱体。
（4）将所述前驱体在真空条件下置于管式炉中，以5℃/min的升温速率加热至400℃后煅烧5 h，得到CN/TiO2，即g-C3N4/TiO2复合材料。
应用实施例1
（1）在1.5L石英光催化反应器中，在室温下，在可见光照射下，用5W风扇对甲醛进行光催化去除。在光反应器外垂直放置一个350 W氙灯。使用紫外线截止滤光片（420 nm）去除紫外线。用光子密度计测得在反应液中反应溶液表面的平均光强为200mW/cm2，即2个标准太阳光强（AM3G）。
（2）将0.1g实施例1制得的可见光催化材料和15ml去离子水在培养皿（直径7.0cm）中超声25分钟以形成悬浮液。该培养皿在60℃下真空干燥1h，并在培养皿底部形成均匀的光催化剂薄膜。然后，将该培养皿置于光催化反应器中。向光反应器中注入一定量的38%甲醛水溶液，在黑暗中达到吸附-解吸平衡后蒸发的HCHO的初始浓度为50ppm。在辐照过程中，反应器中的甲醛、CO2和H2O浓度通过光声红外多气体监测仪（INNOVA Air Tech 95Instruments型号1412）在线监测。甲醛的去除率（Y）计算为Y（%）=（1-C/C0）×100%，其中C和C0分别为0和t min时甲醛的浓度，检测结果如图5所示。
应用实施例2
（1）与应用实施例1的步骤（1）相同。
（2）与应用实施例1的步骤（2）相同，如此，第一次降解反应完成。
（3）在第一次降解反应完成后，将含有光催化剂的培养皿在60℃下干燥0.5小时，然后再次放入反应器中进行下一个甲醛去除反应，除材料外，其余反应条件和第一次保持一致；第二次反应完成后，重复上述步骤，进行第三次降解实验。共进行五次降解实验，检测结果如图6所示。
应用对比例1
除了将步骤（2）中的实施例1制得的可见光催化材料替换为市售的TiO2，其余步骤与应用实施例1相同，检测结果如图5所示。
应用对比例2
除了将步骤（2）中的实施例1制得的可见光催化材料替换为市售的g-C3N4，其余步骤与应用实施例1相同，检测结果如图5所示。
应用对比例3
除了将步骤（2）中的实施例1制得的可见光催化材料替换为对比例1制得的g-C3N4/TiO2复合材料，其余步骤与应用实施例1相同，检测结果如图5所示。
对本发明实施例1制备的C/CN/TiO2可见光催化材料进行扫描电镜（SEM）表征，其SEM图像如图1所示。从图1可以看出，本发明实施例制备的可见光催化材料纳米片和纳米球的组合，纳米球长在纳米片上，相互之间层层堆叠。
将市售的TiO2与本发明实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料进行紫外漫反射表征，得到图2。由图2可以看出，TiO2光催化剂的光吸收边在390nm左右，即TiO2仅对只对紫外光响应；对比例1制得的g-C3N4/TiO2复合材料的光吸收边在465nm左右，表明其可见光吸收范围有限；而本发明制得的C/CN/TiO2可见光催化材料中，由于C的掺杂，光吸收边更强，明显光吸收扩展到了全可见光谱，C/CN/TiO2可见光催化材料对可见光的吸收峰证明复合材料的成功合成。
将本发明实施例2制得的C/CN/TiO2可见光催化材料进行N2的吸附-脱附等温线测试，其结果如图3所示。由图3可以看出，复合材料比表面积为63.14m2/g，表明对甲醛的吸附性能较弱，主要由于光催化产生持久性自由基对甲醛反应降解。
为了进一步研究实施例制得的产品的组成和结构，将市售TiO2、市售g-C3N4以及实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料用傅氏转换红外线光谱分析仪（FTIR）进行测试，其结果如图4所示。由图4可以看出，对于TiO2，400-800 cm-1处的宽吸收峰归因于Ti-O-Ti伸缩振动模式。此外，1633 cm-1和3416 cm-1附近的峰值分配给O-H的弯曲和伸展振动。这些信号可归因于吸附在TiO2表面上的羟基或水分子。对于g-C3N4，在810cm-1，1150-1700cm-1，3100-3300cm-1处均出现了较强的吸收带。值得一提的是，纯TiO2和g-C3N4的主要典型吸收峰均存在于C/CN/TiO2样品中，这进一步表明C/CN/TiO2复合材料的成功合成。
应用实施例1和应用对比例1-3催化降解甲醛的效果如图5所示，由图5可以看出，在2个标准太阳光强的可见光（λ>400nm）照射下，催化剂投加量为0.1 g，甲醛初始浓度为50ppm、初始温度为室温的条件下，TiO2由于不吸收可见光，光照150分钟后甲醛几乎不降解；纯g-C3N4纳米颗粒150分钟仅能去除37.7%左右；对比例1制得的g-C3N4/TiO2复合材料在150分钟对甲醛的去除率为39.8%，二氧化钛的掺杂一定程度上促进了g-C3N4表面的电子转移，减少电子空穴对的复合；而本发明实施例1制得的C/CN/TiO2可见光催化材料在150分钟后对甲醛的降解效率高达95.7%。
图6为应用实施例2的测试结果图，显示了C/CN/TiO2可见光催化材料稳定的光催化性能。由图6可以看出，在5个连续的降解实验中，甲醛降解率都在90%以上，这表明本发明制得的C/CN/TiO2可见光催化材料具有良好的稳定性，多次使用的情况下仍然对甲醛保持有较高的降解率。
需要说明的是，实施例2-4与实施例1的制备原理相同，因此，其形貌特征以及性能与实施例1差不多，在此不作赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种可见光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、将四异丙醇钛溶解于异丙醇中，再向其加入盐酸，得到第一溶液；
A2、将所述第一溶液加热，以得到含有TiO2前驱体的混合物；
A3、将所述混合物超声处理后除去溶剂，再将得到的固体水洗并干燥，得到TiO2；
S10、将含氮有机物、TiO2和甲醛水溶液混合均匀，并调节其pH至8~9，得到混合液；
S20、将所述混合液在60~80℃下加热并搅拌8~10 h后，干燥以去除水，得到前驱体；
S30、将所述前驱体进行煅烧，得到C/CN/TiO2，即可见光催化材料；
其中，所述含氮有机物中，碳氮比为1：2；
所述甲醛水溶液的质量分数为35~40%；
所述含氮有机物、TiO2的质量与甲醛水溶液的体积之比为10g：1~5g：1~5mL。
2.如权利要求1所述的可见光催化材料的制备方法，其特征在于，所述含氮有机物包括单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种。
3.如权利要求1所述的可见光催化材料的制备方法，其特征在于，在步骤S20中：
所述干燥的温度低于70℃。
4.如权利要求1所述的可见光催化材料的制备方法，其特征在于，在步骤S30中：
所述煅烧过程中的升温速率为5~20℃/min、煅烧温度为400~600℃、煅烧时间为3~5 h。
5.如权利要求1所述的可见光催化材料的制备方法，其特征在于，在步骤A1中：
所述四异丙醇钛、异丙醇和盐酸的体积比为10：10~40：0.5~2。
6.如权利要求1所述的可见光催化材料的制备方法，其特征在于，在步骤A2中：
所述加热的加热温度为40~60℃，加热时间为30~60min。
7.一种降解空气污染物的方法，其特征在于，使用可见光催化材料处理空气污染物，所述空气污染物包括甲醛，所述可见光催化材料由权利要求1至6任意一项所述的可见光催化材料的制备方法制得。
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