1.一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)钛酸纳米管前驱体的制备
将P25分散在高浓度碱的水溶液中,磁力搅拌器充分搅拌后置于带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中,恒温加热一定时间后,经过滤、洗涤,将所得产物与无机酸水溶液混合,充分搅拌反应一定时间后,经过滤、洗涤、干燥后得到带有层状管壁结构的H2Ti3O7纳米管材料;
(2)量取一定量的蒸馏水倒入烧杯中,加入一定量的R4NOH水溶液,使用HNO3调节其pH值,加入H2Ti3O7纳米管,超声一段时间后,在室温条件下再对其进行磁力搅拌一段时间后,抽滤,干燥,氮气氛围下焙烧,制备得到C,N共掺杂纳米管/棒催化材料,其通式为x:y:z-a℃-TiO2NTs/NRs,其中x:y:z为Ti:N:C的原子比,a为焙烧温度,NTs为纳米管,NRs为纳米棒。
2.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)中的高浓度碱的水溶液为NaOH水溶液和/或KOH水溶液;高浓度碱的水溶液中的OH-离子的浓度为5-15mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)中的无机酸水溶液为HCl水溶液、HNO3水溶液和/或CH3COOH水溶液;无机酸水溶液中的H+离子浓度为0.05-0.5mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所制备得到的H2Ti3O7纳米管材料的管内径为4.6nm,外径为10.12nm。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,H2Ti3O7纳米管材料的层状管壁结构的层与层之间距离为0.5-0.8nm。
6.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(2)中R4NOH中的R为脂烃基;所述脂烃基为甲基。
7.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(2)中焙烧温度a为250-850℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,步骤(2)中Ti:N:C的原子比x:y:z为20:(1-15):(1-10)。
9.根据权利要求8所述的一种利用季铵碱制备C,N共掺杂纳米管/棒催化材料的方法,其特征在于,Ti:N:C的原子比x:y:z为20:1:4。