1.一种适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)以硝酸镁和硝酸铁为金属源,以碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂,并引入锗-钨复合掺杂溶液,通过共沉淀法制备自牺牲模板,随后,将该自牺牲模板与钛酸四丁酯、去离子水按质量比1:(1.5-3.0):(50-100)混合,在150-180℃下进行水热反应12-24h,反应后经离心、洗涤和干燥,得到中间体;(2)采用原子层沉积技术,首先在320-380℃下,以氨气为氮源,对步骤(1)所得中间体进行3-4个循环的氮元素掺杂,随后在155-165℃下,以三甲基膦(六氟乙酰丙酮酸)银为银源,进行4-6个循环的银元素掺杂;(3)将步骤(2)所得产物置于碱性银盐溶液中,控制固液比为1g:(50-100)mL,于25℃下搅拌处理6-8h,所述碱性银盐溶液为含有0.01-0.05mol/L硝酸银和0.02-0.10mol/L乙醇胺的水溶液,其pH值用氢氧化钠溶液调节至9.0-9.5,置于碱性银盐溶液后的材料经洗涤、干燥后,再在120-130℃下,与气相的含氟硅烷试剂接触反应2-3h,完成晶面选择性钝化,制得适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料。
2.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述自牺牲模板由以下方法制得:将硝酸镁和硝酸铁配制成总金属离子浓度为0.5-1.0mol/L的混合盐溶液,所述镁离子与铁离子的摩尔比为(2-4):1,将碳酸钠和氢氧化钠配制成混合碱溶液,所述碳酸钠浓度为0.8-1.2mol/L,氢氧化钠浓度为1.5-2.0mol/L,在60-80℃及搅拌条件下,将所述混合盐溶液与混合碱溶液并流滴加至反应容器中,控制混合碱溶液中碳酸根与氢氧根的总摩尔数,与混合盐溶液中镁、铁金属阳离子的总摩尔数之比为(1.5-1.8):1,控制滴加速率使体系pH值维持在9.5-10.5,滴加完毕后,加入锗-钨复合掺杂溶液,继续在60-80℃下晶化12-18h,所得沉淀经离心、洗涤至中性后,于60-80℃干燥6-12h,得到所述自牺牲模板,所述锗-钨复合掺杂溶液中的锗酸根与镁、铁金属阳离子的摩尔比为(0.01-0.05):1,且锗酸根与钨酸根的摩尔比为1:(0.1-1),所述锗-钨复合掺杂溶液通过将锗酸钠和钨酸钠共同溶解于去离子水中,搅拌至完全澄清制得。
3.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氮元素掺杂的原子层沉积过程中,每个沉积循环包括:通入氨气脉冲0.1-0.3s,随后用高纯氮气吹扫10-15s。
4.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述银元素掺杂的原子层沉积过程中,每个沉积循环包括:通入三甲基膦(六氟乙酰丙酮酸)银蒸汽脉冲0.5-1.0s,随后用高纯氮气吹扫15-20s。
5.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述碱性银盐溶液为含有0.01-0.05mol/L硝酸银和0.02-0.10mol/L乙醇胺的水溶液,其pH值用氢氧化钠溶液调节至9.0-9.5。
6.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述含氟硅烷试剂选用全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述含氟硅烷试剂的用量为0.1-0.3mL/g置于碱性银盐溶液后的材料。
8.根据权利要求1所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,与气相的含氟硅烷试剂接触反应在120-130℃下进行,反应时间为2-3h。
9.一种适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料,其特征在于,由权利要求1-8中任一项所述适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料的制备方法制备而成。
10.一种如权利要求9所述的适用于水中染料降解的多元离子掺杂TiO 2 纳米片材料在降解水中染料方面的应用,其特征在于,所述染料包括阳离子染料、阴离子染料及络合金属染料。