CN113086949B - 一种机械催化合成h2o2的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，将催化剂分散至乙醇‑水混合溶液中，遮光静滞，随后在超声振动条件下催化合成H2O2，所述的催化剂含有具有铁电性的四方相BaTiO3。与现有技术相比，本发明具有能将机械能转化为化学能，能耗低，易于操作，且催化材料不具有毒性，可回收再利用等优点。

Description

一种机械催化合成H2O2的方法
技术领域
本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种机械催化合成H2O2的方法。
背景技术
H2O2作为一种重要的医药化工原料，广泛用于消毒杀菌、环境污染净化、生物医疗等领域，但是目前光催化合成H2O2的效率普遍不高，并且传统工业生产H2O2能耗大、污染严重。
20世纪90年代以来，世界各国研究工作者围绕清洁能源转换、环境污染治理以及生物医药材料等开展了系列卓富成效的基础研究和应用基础研究，特别是在光(电)催化水解制氢气和氧气、合成H2O2、降解有机物以及生物抗(杀)菌等方面取得了长足发展与进步。但是基于光催化技术的产业化发展应用一直未能取得实质性突破，与之相随的全球性能源问题和环境问题依然十分严峻，这些都迫切需要利用新方法、新理论、新技术加以优化解决，以更好实现人类社会的永续发展。
制约光催化技术产业化发展应用的因素是多方面的，尤为突出的局限主要在于光催化材料受光激发后的电子空穴对复合严重，以及光催化材料对太阳光的有效吸收利用率不高。因此，人们一方面在设法抑制光生载流子的复合，提高光催化材料在可见光波段的量子产率以提高光催化性能的同时，也在积极寻求新的能源高效催化转化途径。
压电半导体作为一种非中心对称材料，在外应力作用下可诱导产生极化场强，将机械能转化为电能，这一现象也称之为压电效应。最近研究显示，利用压电极化场强诱导产生的去极化内建电场在极化表界面两端产生的压电势差，还可以驱动氧化还原反应的发生，实现水分解制氢气和氧气、化学合成、灭活细菌以及有机污染物的降解等。但是，大多压电材料不具备良好的电学性质，并且载流子迁移率低，使其催化效率、活性和选择性受到极大发展局限，特别是与传统光催化反应效率相比，依然优势不足。因此，开发具有优异压电响应性能和高电导性的压电半导体材料用于H2O2的催化合成是十分有意义、有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械催化合成H2O2的方法，能耗低，易于操作，且材料可回收再利用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种机械催化合成H2O2的方法，将催化剂分散至乙醇-水混合溶液中，遮光静滞，随后在超声振动条件下催化合成H2O2，所述的催化剂含有具有铁电性的四方相BaTiO3。四方相BaTiO3为压电材料，具有机电耦合性质，在超声振动条件下，将产生压电极化效应，引起表面自由电荷重新分布，形成表面自由能；当表面自由能足够大且满足将水中溶解氧还原成H2O2的热力学条件时，与反应介质如乙醇和水溶液接触，就会诱导H2O2的生成。
进一步地，所述的催化剂还含有Nb和/或C量子点。Nb和/或C量子点的掺杂一方面可以提高材料的电极化强度，另一方面可以增强材料表面的导电性，进而协同提高材料表面自由电荷的有效利用率。
更进一步地，所述的催化剂包括BaTiO3:Nb、BaTiO3/C、BaTiO3:Nb/C或BaTiO3:Nb-C。催化剂优选为BaTiO3:Nb/C，通过离子掺杂改性，四方相BaTiO3纳米压电材料在保持物相结构不变的同时，晶格发生畸变，导致离子位移取向极化，使得BaTiO3固有极化强度大幅提高，进而增强了压电极化诱导的表面吉布斯自由能。其中，C量子点负载又加快了Nb掺杂BaTiO3纳米压电材料的表面自由电荷的迁移率。这两方面的协同作用致使大量表面自由电子与溶液中的溶解O2反应生成H2O2，而大量表面空穴与乙醇反应生成乙醛。在该反应体系中，乙醇作为空穴捕获剂抑制了表面电子和空穴的复合，提高了表面电子和空穴的分离效率。
优选的，所述的BaTiO3/C中，C量子点的总重量为BaTiO3总重量的0.6～1.8wt.％；
所述的BaTiO3:Nb/C或BaTiO3:Nb-C中，C量子点的总重量为BaTiO3:Nb总重量的0.6～1.8wt.％。过量的C量子点负载，将会抑制表面自由电荷向反应介质的转移，而过少的C量子点负载又不利于最大限度提高材料的导电性，因此在该反应体系中C量子点的负载量应该控制在合理值。
所述的催化剂为压电材料，在周期性机械外应力作用下，可以诱导材料表界面产生压电势，进而改变材料表界面的电荷分布状态，从而驱动与之接触的反应物(例如，水分子或荷电粒子)发生得失电子的氧化还原反应，当反应热力学和反应动力学满足H2O2生成的反应热力学和反应动力学条件时，即催化水转化成H2O2。
所述的催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙二醇或油酸钠溶于乙醇-水混合溶液中，搅拌形成溶剂A；
(2)将钛酸四丁酯溶液或钛酸四丁酯溶液与NbCl5的混合物加入无水乙醇中，超声分散形成浅白色悬浊液B，随后将B液逐滴加入到A液中，搅拌反应10～20min，所述的钛酸四丁酯溶液与NbCl5的混合物中钛酸四丁酯与NbCl5的摩尔比为8～11:1；
(3)将氢氧化钠溶于乙醇-水混合溶液中，并将其逐滴加入反应完全的A液与B液混合液中，搅拌25～35min，然后再加入BaCl2晶体搅拌25～35min，所述的钛酸四丁酯与氯化钡摩尔比为1:4～6；
(4)将步骤(3)得到的反应混合液转移至高压反应釜内于190～210℃反应10～14h，沉淀物洗涤干燥后将干燥粉末于700～900℃煅烧处理1～3h，得到含有四方相BaTiO3纳米棒、四方相BaTiO3纳米球形颗粒、Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米棒或Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米球形颗粒的催化剂。
所述的乙醇-水混合溶液中乙醇与水的体积比为1:1，搅拌过程采用磁力搅拌。所述的沉淀物洗涤干燥过程为用去离子水和0.1mol/L蚁酸洗涤3～5次，然后在105℃烘箱中干燥10h。使用蚁酸洗涤可溶解去除伴随BaTiO3的产生而形成的BaCO3等杂质。
聚乙二醇相对分子量为6000，溶于水具有粘性，其作用为控制BaTiO3纳米棒颗粒的形成。油酸钠含有长链烷烃，具有乳化性质，其作用为控制BaTiO3纳米球形颗粒的生成。
进一步地，将所述的四方相BaTiO3纳米棒颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170～190℃条件下反应5～7h，沉淀物洗涤干燥后得到C量子点负载的BaTiO3粉体催化材料。所述的沉淀物洗涤干燥过程为用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h。
将所述的Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米棒颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170～190℃条件下反应5～7h，沉淀物洗涤干燥后得到BaTiO3:Nb/C催化剂。所述的沉淀物洗涤干燥过程为用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h。
将所述的Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米球形颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170～190℃条件下反应5～7h，沉淀物洗涤干燥后得到BaTiO3:Nb-C催化剂。所述的沉淀物洗涤干燥过程为用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h。使用乙醇洗涤可去除残留在生成物表面的油酸钠等有机物。
含有C负载BaTiO3:Nb纳米棒颗粒的催化剂标记为BaTiO3:Nb/C，含有C负载BaTiO3:Nb纳米球形颗粒的催化剂标记为BaTiO3:Nb-C。
所述的遮光静滞时间为2～4min，使溶液与粉体完全浸湿，所述超声振动频率为35～45kHz、功率为140～160W。在实际操作中，超声频率和功率应该协调控制在合理区间，否则过低的机械振动能将无法启发催化反应，过高的机械振动能可能破坏材料的固有组成结构。
所述的乙醇-水溶液中乙醇与水的体积比为0.25～0.45:1，所述的催化材料与乙醇-水溶液的质量比为0.005～0.02:1，所述的催化过程避光，在室温下进行。乙醇-水溶液中乙醇与水的体积比控制，对H2O2合成反应速率有着较大影响，因为乙醇作为电子给体，其自身将参与氧化反应生成乙醛，过量或过少的乙醇均不利于H2O2的大量合成。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明采用具有机电耦合性质的四方相BaTiO3、BaTiO3:Nb/C等压电材料为催化剂，在超声振动条件下诱导产生压电极化电势并催化乙醇-水溶液合成H2O2，将机械能转化为化学能，能耗低，易于操作，且催化材料不具有毒性，可回收再利用；
2.本发明通过Nb掺杂改性四方相BaTiO3，使得催化材料因为离子位移取向极化而具有更高的压电响应性能，这意味着在相同机械外应力作用下，BaTiO3:Nb相较纯BaTiO3呈现出更高的压电势；
3.本发明通过C量子点负载，一方面提高了材料整体的导电性能，另一方面提供了更多的化学反应活性位点，这种高压电势与优异导电性的协同作用导致BaTiO3:Nb/C纳米复合材料在机械应力的活化下，表现出了显著增强的催化合成H2O2的反应活性；
4.本发明将压电半导体材料应用在催化化学合成领域，使机械能转化为化学能变得切实易行，这也意味着具有合适反应热力学与动力学的压电半导体材料不仅可以最大限度捕获利用外界环境中的机械能，还可以驱动合成H2O2，极大拓展材料在时间和空间维度上的应用范围，同时大幅降低材料的使用成本；
5.本发明补充拓展了目前工业或实验室的H2O2合成工艺路线，丰富了H2O2催化合成材料的组成范围，且所涉反应条件不受空间和时间局限，可操作性强，易于量产达标推广使用；
6.本发明通过离子掺杂和表面负载改性，协同提高了四方相BaTiO3纳米材料的电极化强度和表面电导，这使得该压电材料可以将机械能最大限度地转化为化学能，反映在此催化反应体系中，就是该材料在压电催化反应120min内，合成的H2O2浓度值高达953μM，并且高浓度随着反应时间的延长仍在继续增加。
附图说明
图1为所制备纯相C、BaTiO3、BaTiO3:Nb、BaTiO3:Nb/C的粉末XRD衍射图谱；
图2为(a)BaTiO3:Nb/C表面的XPS元素总谱图和(b)C 1s的XPS谱图；
图3为(a)纯相C和(b)BaTiO3:Nb-C的SEM图；
图4为BaTiO3:Nb/C的SEM图；
图5为BaTiO3:Nb/C的粉末的TEM和高倍TEM图；
图6为纯相C、BaTiO3、BaTiO3:Nb、BaTiO3/C、BaTiO3:Nb/C以及BaTiO3:Nb-C在机械应力作用下催化合成H2O2的浓度随反应时间的变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种Nb掺杂改性四方相BaTiO3(BaTiO3:Nb)的制备方法，其主要步骤如下：
(1)称取1.0g聚乙二醇(PEG，相对分子量6000)溶于14ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，磁力搅拌10min，形成溶剂A。
(2)量取500μl钛酸四丁酯溶液，按NbCl5与钛酸四丁酯摩尔比为1:8～11的配比，称取计算量的NbCl5，一并添加到10ml无水乙醇中，超声3min，形成浅白色悬浊液B。随后将B液逐滴加入到A液中，磁力搅拌15min。
(3)称取1.4g氢氧化钠溶于12ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，并将其逐滴加入反应完全的A液与B液混合液中，磁力搅拌30min，然后按NbCl5与钛酸四丁酯摩尔比为1:8～11的配比加入计算量的BaCl2晶体搅拌30min。
(4)将反应混合液(3)转移至高压反应釜于200℃反应10～14h，待反应结束、反应釜冷却至室温后，将反应沉淀物用去离子水和0.1mol/L蚁酸洗涤3～5次，然后在105℃烘箱中干燥10h。
(5)将干燥粉末在800℃马弗炉中于空气氛围下煅烧处理2h，程序升温速率为5°/min，待粉末冷却至室温后，即获得具有较好结晶性的Nb掺杂四方相BaTiO3(BaTiO3:Nb)纳米颗粒。
实施例2
一种C量子点负载的Nb掺杂改性四方相BaTiO3纳米棒压电复合材料的制备方法(BaTiO3:Nb/C)，其主要步骤如下：
(1)按C与实施例1制备的BaTiO3:Nb的重量百分比为0.6～1.8wt.％称取计算量的葡萄糖与BaTiO3:Nb粉体，同时分散在30ml去离子水溶液中，超声15min，形成乳白色悬浊液。
(2)将上述乳白色悬浊液转移至密闭高压反应釜，并置于180℃烘箱中反应6h。
(3)待反应釜冷却至室温，取出反应混合物，并用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h，获得C量子点负载的BaTiO3:Nb纳米棒压电复合材料粉体。
实施例3
一种纯相C的制备方法，其主要步骤如下：
(1)首先称取0.75g葡萄糖溶于30ml去离子水中，然后将其转移至高压反应釜，并于160～200℃反应4～8h。
(2)待反应釜冷却至室温后，取出反应混合物并用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后置于90℃干燥箱中干燥处理12h，获得纯相纳米C颗粒。
实施例4
一种四方相BaTiO3的制备方法，其主要步骤如下：
(1)称取1.0g聚乙二醇(PEG，相对分子量6000)溶于14ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，磁力搅拌10min，形成溶剂A。
(2)量取500μl钛酸四丁酯溶液，添加到10ml无水乙醇中，超声3min，形成浅白色悬浊液B。随后将B液逐滴加入到A液中，磁力搅拌15min。
(3)称取1.4g氢氧化钠溶于12ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，并将其逐滴加入反应完全的A液与B液混合液中，磁力搅拌30min，然后按钛酸四丁酯与氯化钡摩尔比为1:4～6的配比加入计算量的BaCl2晶体搅拌30min。
(4)将反应混合液(3)转移至高压反应釜于200℃反应10～14h，待反应结束、反应釜冷却至室温后，将反应沉淀物用去离子水和0.1mol/L蚁酸洗涤3～5次，然后在105℃烘箱中干燥10h。
(5)将干燥粉末在800℃马弗炉中于空气氛围下煅烧处理2h，程序升温速率为5°/min，待粉末冷却至室温后，即获得四方相BaTiO3纳米颗粒。
实施例5
一种C量子点负载四方相BaTiO3复合材料(BaTiO3/C)的制备方法，其主要步骤如下：
(1)按C与BaTiO3的重量百分比为0.6～1.8wt.％称取计算量的葡萄糖与BaTiO3粉体，同时分散在30ml去离子水溶液中，超声15min，形成乳白色悬浊液。
(2)将上述乳白色悬浊液转移至密闭高压反应釜，并置于180℃烘箱中反应6h。
(3)待反应釜冷却至室温，取出反应混合物，并用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h，获得C量子点负载的BaTiO3粉体。
实施例6
一种C量子点负载的四方相BaTiO3纳米颗粒压电复合材料(BaTiO3:Nb-C)的制备方法，其主要步骤如下：
(1)称取1.0g油酸钠溶于14ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，磁力搅拌10min，形成溶剂A。
(2)量取500μl钛酸正四丁酯溶液，按NbCl5与钛酸四丁酯摩尔比为1:8～11的配比，称取计算量的NbCl5一并添加到10ml无水乙醇中，超声3min，形成浅白色悬浊液B。随后将B液逐滴加入到A液中，磁力搅拌15min。
(3)称取1.4g氢氧化钠溶于12ml乙醇-水混合溶液(乙醇与水的体积比为1:1)中，并将其逐滴加入反应完全的A液与B液混合液中，磁力搅拌30min，然后再加入0.28g BaCl2晶体搅拌30min。
(4)将反应混合液(3)转移至高压反应釜于200℃反应10～14h，待反应结束、反应釜冷却至室温后，将反应沉淀物用去离子水和0.1mol/L蚁酸洗涤3～5次，然后在105℃烘箱中干燥10h。
(5)将干燥粉末在800℃马弗炉中于空气氛围下煅烧处理2h，程序升温速率为5°/min，待粉末冷却至室温后，获得Nb掺杂四方相BaTiO3纳米球形颗粒。
(6)按C与BaTiO3:Nb的重量百分比为0.6～1.8wt.％称取计算量的葡萄糖与BaTiO3粉体，同时分散在30ml去离子水溶液中，超声15min，形成乳白色悬浊液。
(7)将上述乳白色悬浊液转移至密闭高压反应釜，并置于180℃烘箱中反应6h。
(8)待反应釜冷却至室温，取出反应混合物，并用去离子水和乙醇溶液洗涤3～5次，然后再于90℃干燥箱中干燥处理12h，获得C量子点负载Nb掺杂BaTiO3粉体。
实施例7
一种机械化学法催化H2O2合成性能测试，其操作步骤主要如下：
(1)称取30mg合成的催化剂粉体，分散在200ml盛有60ml、2mol/L乙醇-水混合溶液的玻璃烧杯中，并遮光静滞3min，使溶液与粉体完全浸润。
(2)将盛有分散液的烧杯悬浮固定在超声振动频率为40kHz、功率为150W的超声仪水槽中，水槽水温和液面高度通过长流水控制在室温状态和恒定高度位置。整个反应装置放在暗室中，以去除光的干扰。
(3)在机械能驱动下，每间隔30min取出300～500μl反应液并通过碘滴定法标定生成的H2O2浓度。
图1示出了所制备的纯C、BaTiO3、BaTiO3:Nb以及BaTiO3:Nb/C的粉末XRD衍射图谱。从图中可以看出纯C在22.7°衍射角处的(120)晶面衍射峰与标准C(PDF No.50-0926)衍射峰相对应，说明制备的纯C具有六方相结构。所制备的BaTiO3特征衍射峰与四方相结构BaTiO3(PDF No.050626)相对应，表明该BaTiO3具有铁电性，其晶体存在自发极化场强。Nb掺杂改性的BaTiO3与所制备的纯BaTiO3衍射峰一致，并且在31.5°衍射角处的衍射峰相对纯BaTiO3发生了微量红移，说明BaTiO3:Nb在维持四方相BaTiO3结构的同时产生了晶格畸变，这种晶格间距变化将对极化场强造成影响。BaTiO3:Nb/C的特征衍射峰位置与BaTiO3:Nb一致，说明C负载对BaTiO3:Nb的晶体结构无任何影响，另外未观察到C衍射峰，这与C含量过少有关。但是，从BaTiO3:Nb/C的XPS谱图(图2)不难发现，在BaTiO3:Nb/C中存在Nb和C元素，这验证了Nb掺杂进入了BaTiO3晶格，且C负载在了BaTiO3:Nb表面。
图3为所制备的纯C和BaTiO3:Nb-C的SEM图。图4为BaTiO3:Nb/C的SEM图。从中可以看出，制备的C为平均粒径尺寸为300nm的球形颗粒，BaTiO3:Nb/C主要由棒状BaTiO3:Nb与球形C量子点(粒径尺寸在10nm)组成，BaTiO3:Nb-C主要由两相细小纳米棒颗粒堆积而成。纯C的粒径尺寸明显大于BaTiO3:Nb/C和BaTiO3:Nb-C中C的颗粒尺寸，这与葡萄糖反应溶液浓度密切相关。
图5为BaTiO3:Nb/C的(a)TEM和(b)高倍TEM图。从TEM图可以看出，BaTiO3:Nb/C的形貌主要由BaTiO3:Nb颗粒的棒状构成，粒径长度分布在200～500nm范围，几乎未观察到C量子点的组成。从高倍TEM图可以看出两类晶格条纹，分别属于BaTiO3:Nb和石墨化C，其中C量子点的尺寸约为2nm。
图6为上述制备材料在机械应力作用下催化合成H2O2的浓度随反应时间的变化曲线。显然，在相同反应时间内，BaTiO3:Nb/C表现出最大的合成H2O2的反应活性，BaTiO3:Nb的催化反应活性其次，这说明Nb掺杂引起的晶格畸变可以诱导产生较高的压电极化场，加之C负载提高了材料的导电性，从而使得BaTiO3:Nb/C具有优异的机械催化合成H2O2的性能。
本发明通过BaTiO3:Nb/C纳米压电复合材料，将机械能转化为具有高附加值产品的化学能，亦即在机械应力的驱动下将乙醇-水溶液催化转化为H2O2，开辟了环境机械能在催化化学合成应用领域的新途径，拓展了当前H2O2合成工艺方法及其关键材料组成与制备技术。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，将催化剂分散至乙醇-水混合溶液中，遮光静滞，随后在超声振动条件下催化合成H2O2，所述的催化剂含有具有铁电性的四方相BaTiO3；
所述的催化剂还含有Nb和/或C量子点；
所述的催化剂包括BaTiO3:Nb、BaTiO3/C、BaTiO3:Nb/C或BaTiO3:Nb-C；
所述的BaTiO3/C中，C量子点的总重量为BaTiO3总重量的0.6~1.8wt.%；
所述的BaTiO3:Nb/C或BaTiO3:Nb-C中，C量子点的总重量为BaTiO3:Nb总重量的0.6~1.8wt.%；
所述的催化剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚乙二醇或油酸钠溶于乙醇-水混合溶液中，搅拌形成溶剂A；
（2）将钛酸四丁酯溶液与NbCl5的混合物加入无水乙醇中，超声分散形成浅白色悬浊液B，随后将B液逐滴加入到A液中，搅拌反应10~20min，所述的钛酸四丁酯溶液与NbCl5的混合物中钛酸四丁酯与NbCl5的摩尔比为8~11:1；
（3）将氢氧化钠溶于乙醇-水混合溶液中，并将其逐滴加入反应完全的A液与B液混合液中，搅拌25~35min，然后再加入BaCl2晶体搅拌25~35min，所述的钛酸四丁酯与氯化钡摩尔比为1:4~6；
（4）将步骤（3）得到的反应混合液转移至高压反应釜内于190~210℃反应10~14h，沉淀物洗涤干燥后将干燥粉末于700~900℃煅烧处理1~3h，得到含有Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米棒或Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米球形颗粒的催化剂。
2.根据权利要求1所述的机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，将四方相BaTiO3纳米棒颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170~190℃条件下反应5~7h，沉淀物洗涤干燥后得到C量子点负载的BaTiO3粉体催化材料。
3.根据权利要求1所述的机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，将所述的Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米棒颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170~190℃条件下反应5~7h，沉淀物洗涤干燥后得到BaTiO3:Nb/C催化剂。
4.根据权利要求1所述的机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，将所述的Nb掺杂的四方相BaTiO3纳米球形颗粒与葡萄糖同时分散在去离子水中，超声分散形成乳白色悬浊液并将其转移至高压反应釜内，在170~190℃条件下反应5~7h，沉淀物洗涤干燥后得到BaTiO3:Nb-C催化剂。
5.根据权利要求1所述的机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，所述的遮光静滞时间为2~4min，使溶液与粉体完全浸润并达到吸脱附平衡，所述超声振动频率为35~45 kHz、功率为140~160 W。
6.根据权利要求1所述的机械催化合成H2O2的方法，其特征在于，所述的乙醇-水溶液中乙醇与水的体积比为0.25~0.45:1，所述的催化材料与乙醇-水溶液的质量比为0.005~0.02:1，所述的催化过程避光，在室温下进行。
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