CN114588897B - 一种复合多孔光触媒材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合多孔光触媒材料及其制备方法和应用，属于新材料和新能源技术领域。复合多孔光触媒材料以TiO2为载体负载Pt单原子和/或Au纳米粒子；所述Pt单原子的负载量为0.1～3％；所述Au纳米粒子的负载量为0～0.5％。本发明制备得到的2％Pt单原子‑0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，苯甲醛的产率为4.5mmol/h/g，是2％Pt单原子‑0.15％Au纳米粒子/TiO2非多孔光触媒材料的2倍，是2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料的1.1倍，是0.15％Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料的2.8倍，可见光吸收强度大，光催化活性高，具有密集的反应位点。
Description
技术领域
本发明涉及新材料和新能源技术领域，特别是涉及一种复合多孔光触媒材料及其制备方法和应用。
背景技术
因可以利用可持续的太阳能提供反应能量，基于无机半导体的光驱动多相催化有机物转化受到越来越多的关注，是一种重要的绿色化学过程。例如，通过苯甲醇氧化制备工业原料苯甲醛，传统的化学氧化法不仅产生化学计量比的废物，而且会由于过度氧化而降低苯甲醛的选择性。然而，在可见光照射下，用TiO2或CeO2基光催化剂对苯甲醇进行光催化氧化，副产物仅为H2O，绿色环保，且实现近100％的苯甲醛选择性。同时与均相有机光敏剂相比，无机半导体光触媒容易从反应体系中分离。但，无机半导体光触媒在实际应用中却存在光反应效率低下的问题。
TiO2是最常见最重要的光触媒材料，但通常具有较高的表面反应能垒，导致大量光生载流子的表面复合。并且，TiO2的带隙能为3.2eV，对可见光的吸收很少。相应地，提高TiO2光化学反应效率的关键在于提高可见光吸收效率或提高TiO2的表面反应活性。当前，提升可见光吸收效率的一种重要技术手段是负载具有可见光吸收效应的Au纳米粒子，形成Au纳米粒子/TiO2复合光触媒。为了提高TiO2光触媒的表面反应活性，当前的技术手段是使用助催化剂来降低载流子与反应底物间的表面反应能垒。贵金属Pt是极为重要和常用的助催化剂成分。负载Pt后形成Pt/TiO2复合光触媒，其光化学反应效率可以成倍提升。尤其是近几年，实现单原子分散代替纳米分散，TiO2光触媒表面形成更高密度的单原子Pt活性中心，显著缩短光生载流子从产生位置输运到Pt位点的距离，进一步提升反应效率。但是，有关Pt单原子/TiO2复合光触媒的现有技术存在两点不足：(1)在TiO2光触媒上Pt单原子的负载量目前较低(<1％，质量分数，下同)，表面反应活性的提升空间仍未达到上限；载量较低的原因是当前TiO2光触媒的结构和尺寸不利于形成和稳定高载量的单原子Pt；(2)吸光单元仅为TiO2，可见光吸收少，没有进一步提升可见光吸收效率的措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合多孔光触媒材料及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，采用喷雾热解/沉积法得到复合多孔光触媒材料，Pt单原子的负载量高，可见光吸收强度大，光催化活性高。其中，具有可见光效应的Au纳米粒子提升可见光吸收效率，高达2％负载量的Pt单原子在TiO2光触媒表面形成密集的反应位点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明的技术方案之一：一种复合多孔光触媒材料，所述复合多孔光触媒材料以TiO2为载体负载Pt和/或Au金属；
所述Pt金属的负载量为0.1～3％；所述Au金属的负载量为0～0.5％；
所述负载量为负载金属与载体的质量百分比。
进一步地，所述Pt金属为Pt单原子；所述Au金属为Au纳米粒子。
本发明的技术方案之二：一种上述的复合多孔光触媒材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钛酸四丁酯和F127溶解于酸性溶剂中，然后加入氯铂酸和/或氯金酸溶液混合均匀，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液超声雾化，引入高温管式炉里反应，得到混合粉末；
钛酸四丁酯分解为TiO2，氯铂酸和氯金酸分解成Pt单原子和Au纳米颗粒，均沉积在TiO2上。F127形成胶束，成为多孔结构的模板剂。
(3)对步骤(2)制备得到的混合粉末进行热处理，得到所述复合多孔光触媒材料(即Pt单原子-Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料、Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料或Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料)。
F127胶束煅烧分解成气体形成孔洞，TiO2晶化，最终得到Pt单原子-Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料。
进一步地，步骤(1)中，所述混合溶液中钛酸四丁酯与F127的质量比为1：0.1～0.5。
更进一步地，所述F127为高分子嵌段聚合物。
进一步地，步骤(1)中，所述酸性溶剂的pH<1；所述酸性溶剂的制备具体包括：在去离子水中加入质量分数为35～38％的浓盐酸调节pH<1。
进一步地，步骤(1)中，所述氯铂酸溶液的浓度为10mmol/L；所述氯金酸溶液的浓度为10mmol/L。
进一步地，步骤(2)中，所述高温管式炉的加热区长度为30～50cm，所述反应温度为400～800℃。
进一步地，步骤(3)中，所述热处理的温度为300～600℃，时间为1～3h。
本发明的技术方案之三：一种上所述的复合多孔光触媒材料在催化氧化反应中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
(1)与传统(Pt纳米粒子-Au纳米粒子)/TiO2非多孔光触媒材料相比，本发明所得的光触媒材料的活性组分Pt为单原子分散。本发明制备得到的2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，苯甲醇氧化产物苯甲醛的产率为4.5mmol/h/g，是(2％Pt纳米粒子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2非多孔光触媒材料的2倍。
(2)与传统Pt单原子/TiO2非多孔光触媒材料相比，本发明所得的光触媒材料的结构为多孔结构，比表面积大，单原子Pt的负载量上限高达2％以上，显著高于TiO2非多孔光触媒的负载水平(0.3％)。本发明制备得到的2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料，苯甲醇氧化产物苯甲醛的产率为4.1mmol/h/g，是Pt单原子/TiO2非多孔光触媒最优值的3.8倍。
(3)与Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料相比，在利用Pt单原子形成高反应活性的表面Pt位点的基础上，引入Au纳米粒子形成Pt单原子-Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒，进一步提升可见光吸收效率。本发明制备得到的2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，苯甲醇氧化产物苯甲醛的产率为4.5mmol/h/g，是2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料的1.1倍。
(4)与Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料相比，在利用Au纳米粒子提升可见光吸收效率的基础上，引入Pt单原子形成Pt单原子-Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，形成高反应活性的表面Pt位点。本发明制备得到的2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，苯甲醇氧化产物苯甲醛的产率为4.5mmol/h/g，是0.15％Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料的2.8倍。
(5)可见光光电流测试结果表明，光电流响应值从大到小依次为：2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料>2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料>0.15％Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料>纯TiO2复合多孔光触媒材料。
(6)本发明通过制备方法的调整，使氯铂酸在管式炉里的停留时间很短，Pt来不及聚集成纳米粒子，保持单原子分散状态，克服了现有技术中采用的浸渍法，溶液干燥时间较长，氯铂酸会聚集在一起，分解后形成Pt纳米粒子的问题，实现了Pt单原子的高量负载。
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是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的附图。
图1为本发明实施例1制备得到的复合多孔光触媒材料的电镜图，其中a为扫描电子显微镜照片，b为透射电子显微镜照片，c为球差矫正的扫描透射电子显微镜照片；
图2为本发明实施例1制备得到的复合多孔光触媒材料的氮气吸附/脱附曲线图及孔径分布图，其中a为氮气吸附/脱附曲线图，b为孔径分布图；
图3为本发明对比例2制备得到的0.5％Pt单原子/TiO2非多孔光触媒材料的电镜图；
图4为本发明对比例5制备得到的2％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料的电镜图，其中a为扫描电子显微镜照片，b为透射电子显微镜照片，c为球差矫正的高分辨扫描透射电子显微镜照片；
图5为本发明实施例1～6制备得到的复合多孔光触媒材料和对比例9制备得到的0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图；
图6是本发明实施例1制备得到的(2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2复合多孔光触媒材料和对比例4制备得到的(2％Pt纳米粒子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2非多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图；
图7是本发明对比例5～8制备得到的Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料和对比例1～2制备得到的传统Pt单原子/TiO2非多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图；
图8为本发明实施例1、对比例5、对比例9和对比例10制备得到的材料的紫外/可见光吸收曲线图；
图9为本发明实施例1、对比例5、对比例9和对比例10制备得到的材料的可见光电流曲线图；
图10为本发明实施例1制备得到的复合多孔光触媒材料的可见光催化苯甲醇氧化反应的循环性能图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
一种复合多孔光触媒材料的制备方法：
(1)将1.36g的钛酸四丁酯和0.5g的F127溶解于35mL酸性溶剂中，然后依次加入4.0mL浓度为10mmol/L的H2PtCl6溶液和0.3mL浓度为10mmol/L的HAuCl4溶液，混合均匀后，得到混合溶液。
酸性溶剂的制备方法为：在离子水中加入质量分数为35％的浓盐酸，调节pH至0～1。
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液进行超声雾化处理，将混合溶液雾化成雾滴，将雾滴引入到加热区长度为30cm高温管式炉里，在温度为600℃的条件下反应2～3s，在管式炉的另一端收集混合粉末。
(3)将步骤(2)制备得到的混合粉末，在空气气氛下进行热处理，热处理的温度为450℃，时间为2h，得到复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)，复合多孔光触媒材料的电镜图见图1。
图1中a为扫描电子显微镜照片，b为透射电子显微镜照片(可以证明Au纳米粒子)，c为球差矫正的扫描透射电子显微镜照片(可以证明Pt单原子)。
经测定复合多孔光触媒材料中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.15％。
实施例2
同实施例1，区别在于，步骤(1)中HAuCl4溶液的用量为0.6mL。
经测定复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.3％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.3％。
实施例3
同实施例1，区别在于，步骤(1)中HAuCl4溶液的用量为0.2mL。
经测定复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.1％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.1％。
实施例4
同实施例1，区别在于，步骤(1)中HAuCl4溶液的用量为0.4mL。
经测定复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.2％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.2％。
实施例5
同实施例1，区别在于，步骤(1)中HAuCl4溶液的用量为0.8mL。
经测定复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.4％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.4％。
实施例6
同实施例1，区别在于，步骤(1)中HAuCl4溶液的用量为1.0mL。
经测定复合多孔光触媒材料(即2％Pt单原子-0.5％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为2％，Au纳米粒子负载量为0.5％。
对比例1
传统Pt/TiO2非多孔光触媒材料的制备方法：
将0.62mL浓度为0.05mol/L的H2PtCl6溶液加入1.0g的TiO2粉末中，搅拌至水分完全蒸发，然后进行热处理，热处理的的温度为450℃，时间为2h，得到Pt/TiO2非多孔光触媒材料。
TiO2粉末为商业购买的TiO2纳米颗粒，粒径为10nm左右，厂家为上海阿拉丁。
经测定Pt/TiO2非多孔光触媒材料(即0.25％Pt/TiO2非多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为0.25％。
对比例2
同对比例1，区别在于，H2PtCl6溶液中H2PtCl6的浓度为0.1mol/L。
经测定Pt/TiO2非多孔光触媒材料(即0.5％Pt单原子/TiO2非多孔光触媒材料)中Pt负载量为0.5％。
对比例3
同对比例1，区别在于，H2PtCl6溶液中H2PtCl6的浓度为0.5mol/L。
经测定Pt/TiO2非多孔光触媒材料(即2.5％Pt单原子/TiO2非多孔光触媒材料)中Pt负载量为2.5％。
从图3可以看出负载量增加到0.5％时，Pt就以纳米粒子分散形式出现，得不到单原子分散。
对比例4
传统(2％Pt纳米粒子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2非多孔光触媒材料的制备方法：
将0.62mL的H2PtCl6(浓度为0.4mol/L)和HAuCl4(浓度为0.005mol/L)混合溶液加入1.0g的TiO2粉末中，搅拌至水分完全蒸发，然后进行热处理，热处理的的温度为450℃，时间为2h，得到Pt/TiO2非多孔光触媒材料。
TiO2粉末为商业购买的TiO2纳米颗粒，粒径为10nm左右，厂家为上海阿拉丁。
对比例5
Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料的制备方法：
(1)将1.36g的钛酸四丁酯和0.5g的F127溶解于35mL酸性溶剂中，然后加入4.0mL浓度为10mmol/L的H2PtCl6溶液，混合均匀后，得到混合溶液。
酸性溶剂的制备方法为：在离子水中加入质量分数为35％的浓盐酸，调节pH至0～1。
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液进行超声雾化处理，将混合溶液雾化成雾滴，将雾滴引入到加热区长度为30cm高温管式炉里，在温度为600℃的条件下反应2～3s，在管式炉的另一端收集混合粉末。
(3)将步骤(2)制备得到的混合粉末，在空气气氛下进行热处理，热处理的温度为450℃，时间为2h，得到Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料(即2％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料)。
经测定Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料中Pt单原子负载量为2％。
对比例6
同对比例5，区别在于，步骤(1)中H2PtCl6溶液的用量为6.0mL。
经测定Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料(即3％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为3％。
对比例7
同对比例5，区别在于，步骤(1)中H2PtCl6溶液的用量为2.0mL。
经测定Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料(即1.0％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为1.0％。
对比例8
同对比例5，区别在于，步骤(1)中H2PtCl6溶液的用量为1.0mL。
经测定Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料(即0.5％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料)中Pt单原子负载量为0.5％。
对比例9
Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料的制备方法：
(1)将1.36g的钛酸四丁酯和0.5g的F127溶解于35mL酸性溶剂中，然后加入0.3mL浓度为10mmol/L的HAuCl4溶液，混合均匀后，得到混合溶液。
酸性溶剂的制备方法为：在离子水中加入质量分数为35％的浓盐酸，调节pH至0～1。
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液进行超声雾化处理，将混合溶液雾化成雾滴，将雾滴引入到加热区长度为30cm高温管式炉里，在温度为600℃的条件下反应2～3s，在管式炉的另一端收集混合粉末。
(3)将步骤(2)制备得到的混合粉末，在空气气氛下进行热处理，热处理的温度为450℃，时间为2h，得到Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料(即0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料)。
经测定Au纳米粒子/TiO2多孔光触媒材料中Au纳米粒子负载量为0.15％。
对比例10
TiO2多孔光触媒材料的制备方法：
(1)将1.36g的钛酸四丁酯和0.5g的F127溶解于35mL酸性溶剂中，混合均匀后，得到混合溶液。
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液进行超声雾化处理，将混合溶液雾化成雾滴，将雾滴引入到加热区长度为30cm高温管式炉里，在温度为600℃的条件下反应2～3s，在管式炉的另一端收集混合粉末。
(3)将步骤(2)制备得到的混合粉末，在空气气氛下进行热处理，热处理的温度为450℃，时间为2h，得到TiO2多孔光触媒材料(即纯TiO2多孔光触媒材料)。
图2为本发明实施例1制备得到的复合多孔光触媒材料的氮气吸附/脱附曲线图及孔径分布图，其中a为氮气吸附/脱附曲线图，b为孔径分布图。
从图中可以看出，复合多孔光触媒材料为介孔结构，孔径集中在9nm左右。
图3为本发明对比例2制备得到的0.5％Pt/TiO2非多孔光触媒材料的电镜图。
从图中可以看出，浸渍法制备的非多孔光触媒材料中Pt的负载量提高到0.5％时Pt为纳米粒子，做不到单原子分散。
图4为本发明对比例5制备得到的2％Pt单原子/TiO2复合多孔光触媒材料的电镜图，a为(扫描电子显微镜照片)，b为(透射电子显微镜照片)，c为(球差矫正的高分辨扫描透射电子显微镜照片，可以证明Pt单原子)。
从图中可以看出，复合多孔光触媒材料中Pt的负载量提高到2％时仍为单原子分散。而浸渍法制备的非多孔光触媒材料中Pt的负载量提高到0.5％(图3)时就得不到单原子分散了。
图5为本发明实施例1～6制备得到的复合多孔光触媒材料和对比例9制备得到的0.15％Au纳米粒子/TiO2复合多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图。
从图中可以看出，(2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2复合多孔光触媒材料具有最优的光催化性能。
图6为本发明实施例1制备得到的(2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2复合多孔光触媒材料和对比例4制备得到的(2％Pt纳米粒子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2非多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图。
从图中可以看出，以单原子方式分散的(2％Pt单原子-0.15％Au纳米粒子)/TiO2复合多孔光触媒材料具有更优的光催化性能。
图7是本发明对比例5～8、10(Pt单原子的负载量为0时)制备得到的Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料和对比例1～2制备得到的传统Pt/TiO2非多孔光触媒材料，可见光催化苯甲醇氧化反应中苯甲醛的产率对比图。
从图中可以看出，单原子分散的Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料的光催化性能显著由于非单原子分散的传统纳米Pt/TiO2非多孔光触媒材料。
图8为本发明实施例1、对比例5、对比例9和对比例10制备得到的材料的紫外/可见光吸收曲线图。
从图中可以看出，Au负载到复合光触媒上了，且以Au纳米粒子形式存在。
效果例1
可见光催化剂苯甲醇氧化：
将25mL催化剂(实施例1制备的光触媒材料)，50mL乙腈，0.05mL苯乙酮，0.1mL苯甲醇在透明石英光催化反应器中超声分散，使用装满高纯O2的气球密封光催化反应器，提供O2气氛。混合溶液在黑暗条件持续搅拌0.5h。辐照光源为氙灯(20A，300W，PLS-SXE 300)和紫外截止滤光片(λ>420nm)，反应体系恒温25℃。每隔1h，用带有过滤膜的注射器提取1mL反应液，用气相色谱(GC9790Plus，浙江福立)对反应液的有机物组成进行分析。
每次反应，辐照时间为5h，反应结束后离心收集催化剂，乙醇洗涤干燥后进行循环实验，结果见图9。
从图10中可以看出，2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料具有良好的循环稳定性。
效果例2
可见光光电流测试：
使用标准三电极石英电池在电化学工作站(CHI660D，上海辰华)上进行测试。对电极为铂电极，参比电极为Ag/AgCl电极，工作电极为光触媒沉积的FTO导电玻璃。电解质为0.5mol/L Na2SO4溶液，光源为带紫外截止滤光片(λ>420nm)的氙灯(20A，300W，PLS-SXE300)。在0.7V的施加电压下，进行20s的明暗间断照射测量。
工作电极为光触媒沉积的FTO导电玻璃的制备：将4mg样品(实施例1、对比例5、对比例9和对比例10制备得到的材料)分别超声分散于0.8mL的水中，取样0.4mL滴涂于FTO玻璃电极(1×1cm)。在空气中自然干燥12h后，置于80℃真空干燥箱处理5h，结果见图9。
从图9中可以看出，2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料具有最好的光电流响应，比2％Pt单原子/TiO2多孔光触媒材料。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种复合多孔光触媒材料，其特征在于，所述复合多孔光触媒材料以TiO2为载体负载Pt和Au金属；
所述Pt金属的负载量为2％；所述Au金属的负载量为0.15％；
所述负载量为负载金属与载体的质量百分比；
所述Pt金属为Pt单原子；所述Au金属为Au纳米粒子；
所述的复合多孔光触媒材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钛酸四丁酯和F127溶解于酸性溶剂中，然后加入氯铂酸和氯金酸溶液混合均匀，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)制备得到的混合溶液超声雾化，引入高温管式炉里反应，得到混合粉末；
(3)对步骤(2)制备得到的混合粉末进行热处理，得到所述复合多孔光触媒材料。
2.根据权利要求1所述的复合多孔光触媒材料，其特征在于，步骤(1)中，所述混合溶液中钛酸四丁酯与F127的质量比为1：0.1～0.5。
3.根据权利要求1所述的复合多孔光触媒材料，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性溶剂的pH<1；所述酸性溶剂的制备具体包括：在去离子水中加入质量分数为35～38％的浓盐酸调节pH<1。
4.根据权利要求1所述的复合多孔光触媒材料，其特征在于，步骤(1)中，所述氯铂酸溶液浓度为10mmol/L；所述氯金酸溶液浓度为10mmol/L。
5.根据权利要求1所述的复合多孔光触媒材料，其特征在于，步骤(2)中，所述高温管式炉的加热区长度为30～50cm，所述反应温度为400～800℃。
6.根据权利要求1所述的复合多孔光触媒材料，其特征在于，步骤(3)中，所述热处理的温度为300～600℃，时间为1～3h。
7.一种权利要求1所述的复合多孔光触媒材料在催化氧化反应中的应用。
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