一种可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体、其制备方法及应用。所述In2O3/TiO2前驱体中，所述N元素占所述前驱体质量的1～3％，所述B元素占所述前驱体质量的0.01～0.6％，所述In与Ti的摩尔比为0.001～0.03。本发明的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体能溶于普通溶剂中，使得可通过简单的浸渍即可在纤维、分子筛、硅片、玻璃片等基质上负载，负载后的基质经过空气下高温焙烧，前驱体转变为N,B共掺杂In2O3/TiO2光催化剂负载在基质上，既解决了催化剂的回收利用问题，又解决了普通TiO2催化剂对可见光无响应的问题。

权利要求

1.一种N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述In2O3/TiO2前驱体中，所述N元素占所述前驱体质量的1 3%，所述B元素占所述前驱体质量的0.01 0.6%，所述~ ~In与Ti的摩尔比为0.001 0.03；

~

所述In2O3/TiO2前驱体由包含钛酸酯、致孔剂、铟盐、含硼化合物、含氮化合物、螯合剂、水和醇的原料制备得到；

所述致孔剂的质量为所述钛酸酯中Ti元素质量的0.05 5倍；

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所述含硼化合物与所述钛酸酯的摩尔比为（0.02 0.5）:1；

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所述铟盐中铟元素与所述钛酸酯中钛元素的摩尔比为（0.001 0.03）:1；

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所述含氮化合物与所述钛酸酯的摩尔比为（0.05 5）:1；

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所述的螯合剂为乙酰丙酮和乙酰乙酸乙酯中的一种或两种；

所述螯合剂与所述钛酸酯的摩尔比为（0.05 2）:1；

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所述水和醇的摩尔比为1:（1 30）；

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所述水和钛酸酯的摩尔比为1:（0.5 2）。

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2.根据权利要求1所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述In2O3/TiO2前驱体中，所述N元素占所述前驱体质量的1.5~2.5%。

3.根据权利要求1所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述In2O3/TiO2前驱体中，所述B元素占所述前驱体质量的0.1~0.4%。

4.根据权利要求1所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述In2O3/TiO2前驱体中，所述In与Ti的摩尔比为0.005~0.015。

5.根据权利要求1所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述In2O3/TiO2前驱体能够溶解于有机溶剂中。

6.权利要求1-5任一项所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

1）将钛酸酯、致孔剂和铟盐混合，反应至溶液澄清透明；

2）向步骤1）所述的澄清透明的溶液中加入含硼化合物，反应至溶液澄清透明；

3）向步骤2）所述的澄清透明的溶液中加入含氮化合物，反应至溶液澄清透明；

4）向步骤3）所述的澄清透明的溶液中加入螯合剂、水和醇的混合液，回流、降温、减压除溶剂，即得所述N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四异丁酯中的一种、两种或更多种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的致孔剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种、两种或更多种。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的铟盐为硝酸铟、氯化铟和硫酸铟中的一种、两种或更多种。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述反应的温度为90 130~˚C，所述反应的时间为0.5 5h。

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11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的含硼化合物为硼酸和硼酸铵中的一种或两种。

12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述反应的温度为80 130~˚C，所述反应的时间为0.5 5h。

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13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述的含氮化合物为尿素、乙醇胺、乙酰胺、乙酰乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甘氨酸和丙氨酸中的一种、两种或更多种。

14.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述反应的温度为80 130~˚C，所述反应的时间为0.5 5h。

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15.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述螯合剂在室温 100˚C~的温度下加入步骤3）所述的澄清透明的溶液，所述回流的时间为1 6h。

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16.权利要求1-15任一项所述方法制备得到的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体在制备催化剂中的应用。

17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，所述催化剂为粉体催化剂或者负载型催化剂。

18.根据权利要求17所述的应用，其特征在于，所述负载型催化剂为负载在涂层或纤维基质上的负载型催化剂。

19.N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂由权利要求1-15任一项所述方法制备的N, B共掺杂In2O3/TiO2前驱体制备得到。

20.根据权利要求19所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂具有In2O3/TiO2异质结结构。

21.根据权利要求19或20所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的比表面积为100 300m2/g。

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22.负载型N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂包括权利要求19-21任一项所述的N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂和载体。

23.根据权利要求22所述的负载型N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂具有In2O3/TiO2异质结结构。

24.根据权利要求22或23所述的负载型N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，其特征在于，所述负载型N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂中N, B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的负载率为15~30%。

说明书

一种可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体、其制备方法

及应用

技术领域

[0001] 本发明属于材料科学领域，具体涉及一种可见光响应的N,B共掺杂 In2O3/TiO2前驱体、其制备方法及应用。

背景技术

[0002] 自二十世纪以来，随着科学技术的不断发展与进步，全球的工业得到了空前的发展。然而，工业的发展在促进经济发展与为人类生活带来便利的同时，却也在无情地破坏着人类赖以生存的环境，由工业发展带来的空气污染和水污染问题对人们生活的影响已变得越来越明显。基于半导体催化剂的光催化氧化技术作为一种高级氧化技术日益受到国内外学者的关注。几乎所有的有机物在光催化作用下都可以完全氧化为CO2和H2O等简单无机物，此外，光催化剂还可将水中的重金属离子还原。在常用的半导体光催化剂中，TiO2具有活性高、稳定性好，可以无选择地矿化各种有机污染物，不产生二次污染，对人体无害，价格便宜等诸多优点，成为最受重视和具有广阔应用前景的光催化剂。

[0003] TiO2半导体的光催化特性已经被许多研究所证实，但要走向实用化还需解决两个关键问题：①传统的光催化研究一般在悬浮态光催化反应系统中进行，存在TiO2粉体易团聚，难以实现催化剂的连续分离、回收和再生利用等问题；②TiO2光催化氧化多在紫外光的有限波长范围内才能进行，利用太阳光的比例低，局限了光催化技术的推广应用。因此，将催化剂进行固定化，以及如何通过改变TiO2性质，使其在可见光下进行反应，对于光催化氧化技术在空气净化及水处理中的应用具有很大的实际意义。

[0004] “可见光活性TiO2的制备与表征”(赵丹，鄂磊，等.可见光活性TiO2的制备与表征[J]，天津城市建设学院学报，2010年3月，第16卷第1期：33-36) 以TiOSO4和氨水为原料通过化学沉淀法制备了具有可见光活性的纳米Ti-O-N 光催化剂，并采用SEM、BET、XRD、UV-vis、ESR和XPS等检测方法对其性能进行表征，通过甲基橙溶液降解实验研究了光催化剂在可见光下的催化活性，讨论了比表面积、可见光吸收强度、晶型结构等因素对其光催化活性的影响，所制得的纳米Ti-O-N光催化剂经热处理后可以较强吸收波长范围为 400-600nm的可见光，且可见光吸收强度与粉体的热处理温度密切相关。光催化测试表明：经400℃热处理的光催化剂对可见光的吸收最强，且具有相对较大的比表面积和发育较为完整的晶型结构，因此在可见光下表现出最好的光催化活性。但所得到的催化剂以粉末形式存在，不利于催化剂的回收利用，即使回收也存在回收后二次使用时容易团聚，从而降低光催化性能，使得单位质量的二氧化钛利用率低的问题。

[0005] Mingyang Xing等(Xing,M.,et al“.Formation of New Structures and Their Synergistic Effects in Boron and Nitrogen Codoped TiO2for Enhancement of Photocatalytic Performance.”Journal of Physical Chemistry C.,2011,115, 7858-7865)以尿素和硼酸分别作为N源和B源，利用水热法合成了N,B共掺杂的TiO2催化剂。光催化测试表明：N,B共掺杂的TiO2催化剂在可见光照射下对甲基橙的降解率(75％±1.0％)远远超过了B与N单独掺杂的催化剂及未掺杂的催化剂(B-TiO2：43％±0.8％，N-TiO2：47％±
0.5％，未掺杂TiO2： 32％±0.2％)。但所得到的催化剂以粉末形式存在，不利于催化剂的回收利用，即使回收也存在回收后二次使用时容易团聚，从而降低光催化性能，使得单位质量的二氧化钛利用率低的问题。

[0006] 综上，现有技术制备的TiO2光催化剂一般以粉末形式存在，光催化反应一般在悬浮态光催化反应系统中进行，存在沉降困难、回收难度大、TiO2粉体易团聚，难以实现催化剂的连续分离、回收和再生利用等问题；也有将粉体进行负载的相关研究，但普遍存在负载不均匀，易掉粉的问题；再者，普通TiO2催化剂只对紫外光有响应，而太阳光中的紫外光部分只占了不到5％，这些问题严重限制了TiO2光催化剂在实际中的应用。

发明内容

[0007] 本发明提供一种N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体，所述In2O3/TiO2前驱体中，所述N元素占所述前驱体质量的1～3％，所述B元素占所述前驱体质量的 0.01～0.6％，所述In与Ti的摩尔比可以为0.001～0.03。

[0008] 例如，所述N元素占所述前驱体质量的1.5～2.5％、1.8～2.2％，作为示例，所述N元素占所述前驱体质量的1.6％、1.9％、2.0％、2.1％。

[0009] 例如，所述B元素占所述前驱体质量的0.1～0.4％、0.2～0.3％，作为示例，所述B元素占所述前驱体质量的0.15％、0.25％、0.35％。

[0010] 例如，所述In与Ti的摩尔比可以为0.005～0.015、0.01～0.012，作为示例，所述In与Ti的摩尔比可以为0.006、0.007、0.0075、0.008、0.011。

[0011] 根据本发明的前驱体，所述In2O3/TiO2前驱体可以溶解于有机溶剂中，例如，所述有机溶剂可以为乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和甲苯或二甲苯中的一种、两种或更多种。

[0012] 本发明还提供上述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，所述的制备方法包括步骤：该前驱体由包含钛酸酯、致孔剂、铟盐、含硼化合物、含氮化合物、螯合剂、水和醇的原料制备得到。

[0013] 根据本发明的技术方案，所述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备方法，具体包括如下步骤：

[0014] 1)将钛酸酯、致孔剂和铟盐混合，反应至溶液澄清透明；

[0015] 2)向步骤1)所述的澄清透明的溶液中加入含硼化合物，反应至溶液澄清透明；

[0016] 3)向步骤2)所述的澄清透明的溶液中加入含氮化合物，反应至溶液澄清透明；

[0017] 4)向步骤3)所述的澄清透明的溶液中加入螯合剂、水和醇的混合液，回流、降温、减压除溶剂，即得所述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体。

[0018] 根据本发明的制备方法，步骤1)中，所述的钛酸酯可以为钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四异丁酯中的一种、两种或更多种。

[0019] 根据本发明的制备方法，步骤1)中，所述的致孔剂可以为聚乙二醇、聚丙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种、两种或更多种。其中，所述致孔剂的质量可以为所述酞酸酯中Ti原子质量的0.05～5倍，例如0.1～3倍；示例性地，所述致孔剂的质量可以为所述酞酸酯中Ti元素质量的倍0.104、0.17、1.25、2.5倍。

[0020] 根据本发明的制备方法，步骤1)中，所述的铟盐可以为硝酸铟、氯化铟和硫酸铟中的一种、两种或更多种。其中，所述铟盐中铟元素与所述钛酸酯中钛元素的摩尔比可以为(0.001～0.03):1，例如可以为(0.002～0.025):1、 (0.002～0.021):1；示例性地，所述铟元素与所述钛元素的摩尔比为0.0042、 0.0126、0.025、0.0252、0.0256。

[0021] 根据本发明的制备方法，步骤1)中，所述反应的温度可以为90～130℃，例如100～120℃；示例性地，所述反应的温度可以为100℃、105℃、110℃、120℃。所述反应的时间可以为0.5～5h，例如1～5h。

[0022] 根据本发明的制备方法，步骤2)中，所述的含硼化合物可以为硼酸和硼酸铵中的一种或两种。其中，所述含硼化合物与所述钛酸酯的摩尔比可以为 (0.02～0.5):1；例如(0.04～0.3):1、(0.05～0.2):1、(0.1～0.2):1；示例性地，所述含硼化合物与所述钛酸酯的摩尔比为0.12:1、0.16:1、0.24:1、0.3:1。优选地，所述含硼化合物在室温～100℃(例如50～100℃；示例性地可以为70℃、 90℃或者100℃)的温度下加入步骤1)所述的澄清透明的溶液。

[0023] 根据本发明的制备方法，步骤2)中，所述反应的温度可以为80～130℃，例如90～120℃。所述反应的时间可以为0.5～5h，例如1～4h；示例性地，反应时间为1h、2h、4h。

[0024] 根据本发明的制备方法，步骤3)中，所述的含氮化合物可以为尿素、乙醇胺、乙酰胺、乙酰乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甘氨酸和丙氨酸中的一种、两种或更多种；优选可以为尿素、乙酰胺、乙酰乙酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种、两种或更多种。其中，所述含氮化合物与所述钛酸酯的摩尔比可以为 (0.05～5):1；例如(0.1～3):1、(0.5～2.5)：1、(1～2)：1；示例性地，所述含氮化合物与所述钛酸酯的摩尔比为0.5:1、0.3:1、2:1、2.5:1。优选地，所述含氮化合物在室温～100℃(例如50～100℃；示例性地，可以为60℃、80℃、90℃或者95℃)的温度下加入步骤2)所述的澄清透明的溶液。

[0025] 根据本发明的制备方法，步骤3)中，所述温度可以为80～130℃，例如 90～120℃。所述反应的时间可以为0.5～5h，例如1～4h；示例性地，反应时间为 1h、2h、4h。

[0026] 根据本发明的制备方法，步骤4)中，所述的螯合剂可以为乙酰丙酮和乙酰乙酸乙酯中的一种或两种。其中，所述螯合剂与所述钛酸酯的摩尔比可以为 (0.05～2):1；例如(0.1～1):1、(0.3～0.8):1；示例性地，所述螯合剂与所述钛酸酯的摩尔比为0.3:1、0.5:1、0.6:1、0.8:1。优选地，所述螯合剂在室温～100℃ (例如50～100℃；示例性地，可以为80℃、85℃、90℃或者100℃)的温度下加入步骤3)所述的澄清透明的溶液。

[0027] 根据本发明的制备方法，步骤4)中，所述水和醇的混合液中，所述水和醇的摩尔比可以为1:(1～30)，例如1:(3～20)、1:(3～10)；示例性地，摩尔比可以为1:2.5、1:3、6:19、1:4、1:5。优选地，所述水和醇的混合液中水和酞酸酯的摩尔比可以为1:(0.5～2)，例如1:
(0.8～1.3)；示例性地，摩尔比可以为1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:1、1:1.2。优选地，所述醇可以为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种、两种或更多种。优选地，所述水和醇的混合液加入时的温度可以为室温～95℃，例如50～90℃。

[0028] 根据本发明的制备方法，步骤4)中，所述回流的时间可以为1～6h，例如回流时间1～5h、2～4h。

[0029] 根据本发明的制备方法，所示室温为20-40℃，例如25-35℃；作为示例，室温可以为25℃、30℃。

[0030] 进一步地，本发明还提供由上述制备方法得到的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体。

[0031] 进一步地，本发明还提供所述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体在制备催化剂中的应用。例如，所述催化剂可以为粉体催化剂和负载型催化剂。优选地，所述负载型催化剂可以为负载在涂层、纤维等基质上的负载型催化剂。

[0032] 进一步地，本发明还提供一种N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，所述 In2O3/TiO2催化剂由上述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体制备得到。优选地，所述In2O3/TiO2催化剂由上述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体在空气下350～500℃焙烧得到。优选地，所述N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂具有In2O3/TiO2异质结结构。优选地，所述N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的比表面积可以为100～300m2/g，例如200～250m2/g，示例性地，比表面积为213m2/g。优选地，所述N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的形态可以为粉体。

[0033] 进一步地，本发明还提供一种负载型N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，所述 In2O3/TiO2催化剂包括N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂和载体；例如，所述载体可以为纤维、分子筛、硅片、玻璃片等中的至少一种。优选地，所述N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂具有In2O3/TiO2异质结结构。优选地，所述负载型N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂中N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的负载率为15～30％，例如18～25％。

[0034] 进一步地，本发明还提供所述负载型N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的制备方法，该方法包括步骤：将所述N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体溶解于有机溶剂中，将基体浸渍于有机溶剂中，负载所述前驱体的基体经固化、裂解得到所述负载型N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。其中，所述有机溶剂中Ti质量含量可以为1～5％，例如1～3％。所述基体可以选自纤维、分子筛、硅片、玻璃片等中的至少一种，例如选石英纤维棉。

[0035] 本发明的有益效果：

[0036] 申请人创造性地发现，所述钛酸酯、致孔剂、铟盐、含硼化合物、含氮化合物、螯合剂和水的摩尔比非常关键，物料摩尔比选择不当将无法得到可溶的前驱体，反应过程会出现水解沉淀；而在本发明摩尔比范围内，即可得到 In2O3/TiO2前驱体。

[0037] 现有技术中，合成异质结结构光催化剂时，往往需要先合成一种半导体催化剂粉体，再对其进行二次改性，需要用较复杂的步骤与较长的反应时间，不利于大规模制备。而本发明可见光响应N，B共掺杂In2O3/TiO2前驱体的制备过程在溶液中进行，步骤简单、反应时间短，得到的前驱体为一种高分子有机化合物，具有有机高分子的加工特性，可以通过简单的浸渍即可在纤维、片材或是多孔材料(如分子筛)等基体上进行负载，然后将负载前驱体的基体经固化与焙烧，前驱体发生无机化，转变成可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2光催化剂负载在基体上，这既解决了催化剂的回收问题，又解决了普通TiO2催化剂对可见光无响应的问题。

[0038] 同时，本发明还将In2O3/TiO2异质结结构引入至催化剂的微观结构中，在前驱体无机化过程中，高分子链段发生裂解，在前驱体无机化过程中，使得所得的N,B共掺杂In2O3/TiO2光催化剂具有异质结结构，提高了催化剂的载流子分离能力，从而有利于提升光降解效率。

[0039] 具体而言，本发明制备了一种N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体，其是一种分子结构中含有铟、硼和氮的TiO2前驱体，且该前驱体高温裂解后得到的催化剂的比表面积高达213m2/g(不加致孔剂的比表面积为76m2/g)，其不但在紫外光下具有较好的光催化能力(例如，500W高压汞灯灯照射下，10min对甲基橙的降解率可以达到100％)，在可见光下也具有良好的光催化能力(例如，500W 氙灯照射下，4h对甲基橙的降解率可以高达100％，10min对诺氟沙星的降解率可以达到100％)。

附图说明

[0040] 图1为实施例2得到的石英纤维负载N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂45次重复降解诺氟沙星的效率图。

[0041] 图2为实施例2得到的石英纤维负载N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂的扫描电镜照片。

[0042] 图3为实施例2所用石英纤维的扫描电镜照片。

具体实施方式

[0043] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外，应理解，在阅读了本发明所公开的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的保护范围之内。

[0044] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

[0045] 仪器信息：

[0046] 扫描电镜：SU8020，日本Hitachi公司。

[0047] 实施例1

[0048] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0049] (1)将1mol钛酸四丙酯、120g聚乙二醇和7.57g硝酸铟置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，100℃搅拌下加热反应至体系澄清透明；

[0050] (2)100℃下，向体系加入硼酸0.3mol，保温反应4h；

[0051] (3)95℃下，向体系加入乙醇胺0.5mol，加热至100℃，保温反应4h；

[0052] (4)调节温度至90℃，加入0.8mol乙酰丙酮，随后滴入0.6mol水与1.9mol 正丙醇的混合液，滴完回流1h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0053] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0054] 将所得的前驱体在450℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0055] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度15mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照4h，降解率为92％。

[0056] 实施例2

[0057] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0058] (1)将1mol钛酸四异丙酯、6.51g硫酸铟和5g聚甲基丙烯酸甲酯置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，110℃搅拌下加热反应至体系澄清透明；

[0059] (2)90℃下，搅拌下向体系加入硼酸胺0.12mol，保温反应3h；

[0060] (3)90℃下，向体系加入乙醇胺0.3mol，保温反应4h；

[0061] (4)调节温度至90℃，加入0.3mol乙酰乙酸乙酯，随后滴入1.2mol水与 6mol异丙醇的混合液，滴完回流3h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0062] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0063] 将所得的前驱体在450℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0064] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度15mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照4h，降解率为76.9％。

[0065] 将该前驱体溶于异丙醇配成Ti含量3％的溶液，浸渍0.15g石英纤维，然后固化裂解制备了石英纤维负载N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂，催化剂负载率约为20％。将该负载型催化剂加入至30mL诺氟沙星溶液中(浓度20mg/L)， 500W高压汞灯光照10min，降解率为100％；500W氙灯(滤波片过滤波长 <420nm的光)光照10min，降解率约为100％，如图1所示，该织物重复使用45次，降解率无明显变化。该前驱体在空气下450℃裂解后的扫描电镜如图
2 所示，由图可看出，与未负载的石英纤维扫描电镜图(图3)比较，该负载的 N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂在石英纤维均匀分布。

[0066] 实施例3

[0067] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0068] (1)将1mol钛酸四丁酯，3.79g硝酸铟和60g聚丙二醇置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，100℃搅拌下加热反应至体系澄清透明；

[0069] (2)70℃下，搅拌下向体系加入0.24mol硼酸，加热至90℃，保温反应 5h；

[0070] (3)60℃下，向体系加入乙酰胺2mol，加热至120℃，保温反应4h；

[0071] (4)调节温度至80℃，加入0.5mol乙酰乙酸乙酯，随后滴入1mol水与 2.5mol正丁醇的混合液，滴完回流2h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0072] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0073] 将所得的前驱体在450℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0074] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度15mg/L)，500W 高压汞灯照射半小时，降解率为100％；500W氙灯(滤波片过滤波长<420nm 的光)光照4h，降解率为100％。

[0075] 实施例4

[0076] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0077] (1)将1mol钛酸四异丁酯，5.67g氯化铟和8g聚乙烯吡咯烷酮置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，搅拌下120℃加热反应至体系澄清透明；

[0078] (2)90℃下，搅拌下向体系加入硼酸0.16mol，保温反应2h；

[0079] (3)90℃下，向体系加入乙酰乙酰胺2mol，保温反应1h；

[0080] (4)调节温度至85℃，加入0.5mol乙酰丙酮，随后滴入0.5mol水与2mol 正丙醇的混合液，滴完回流2h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0081] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0082] 将所得的前驱体在400℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0083] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度20mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照4h，降解率为69.3％。

[0084] 实施例5

[0085] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0086] (1)将1mol钛酸四异丙酯，1.26g硝酸铟和60g聚乙二醇置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，搅拌下110℃加热反应至体系澄清透明；

[0087] (2)70℃下，搅拌下向体系加入硼酸0.12mol，升温至110℃，保温反应 4h；

[0088] (3)调节温度至80℃，向体系加入丙氨酸2mol，升温至100℃，保温反应2h；

[0089] (4)调节温度至80℃，加入0.6mol乙酰丙酮，滴入0.8mol水与2.4mol 异丁醇的混合液，滴完回流1h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0090] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0091] 将所得的前驱体在450℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0092] 取30mg所得催化剂加入至30mL诺氟沙星溶液中(浓度20mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照30min，降解率为100％。

[0093] 实施例6

[0094] 本实施例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0095] (1)将1mol钛酸四异丙酯，4.34g硫酸铟和120g聚乙二醇置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，搅拌105℃反应至体系澄清透明；

[0096] (2)室温下，搅拌下向体系加入硼酸0.16mol，升温至100℃，保温反应 4h；

[0097] (3)调节温度至90℃，向体系加入N,N-二甲基乙酰胺2.5mol，保温反应 2h；

[0098] (4)调节温度至90℃，加入0.6mol乙酰丙酮，随后滴入0.7mol水与3.5mol 乙醇的混合液，滴完回流5h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0099] 该前驱体在乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲苯或二甲苯中的任一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂中具有较好的溶解性。

[0100] 将所得的前驱体在350℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂In2O3/TiO2催化剂。

[0101] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度20mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照4h，降解率为66.3％。

[0102] 对比例1

[0103] 本对比例中可见光响应的N,B共掺杂TiO2前驱体按以下步骤合成：

[0104] (1)将1mol钛酸四丙酯和120g聚乙二醇置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，120℃搅拌下保温反应至体系澄清透明；

[0105] (2)100℃下，向体系加入硼酸0.04mol，保温反应4h；

[0106] (3)95℃下，向体系加入乙醇胺0.3mol，加热至120℃保温反应4h；

[0107] (4)调节温度至90℃，加入0.3mol乙酰丙酮，随后滴入0.5mol水与0.15mol 正丙醇的混合液，滴完回流1h，降温后减压除溶剂得到所述前驱体。

[0108] 将所得的前驱体在450℃空气下焙烧，得到N,B共掺杂TiO2催化剂。

[0109] 取30mg所得催化剂加入至30mL甲基橙溶液中(浓度15mg/L)，500W 氙灯(滤波片过滤波长<420nm的光)光照4h，降解率为52％。

[0110] 对比例2

[0111] 本对比例中可见光响应的N,B共掺杂In2O3/TiO2前驱体按以下步骤合成，其中硝酸铟与水的量超过物料配比范围：

[0112] (1)将1mol钛酸四异丙酯，12.6g硝酸铟和60g聚乙二醇置于装配有冷凝管及干燥管的干燥反应釜中，搅拌下120℃加热反应至体系澄清透明；

[0113] (2)80℃下，搅拌下向体系加入硼酸0.2mol，加热至110℃保温反应4h；

[0114] (3)调节温度至80℃，向体系加入乙酰胺2mol，加热至120℃保温反应 4h；

[0115] (4)调节温度至90℃，加入0.5mol乙酰丙酮，滴入1.5mol水与2.4mol 异丁醇的混合液，滴加过程中出现水解现象，生成白色沉淀物，前驱体溶液制备失败。

[0116] 以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。