[发明专利]一种混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜，其特征在于该混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜中铁离子为：Fe²⁺和Fe³⁺，铁原子/钛原子比为：0.1%<Fe/Ti<10%，所述的纳米晶二氧化钛为锐钛矿型，其颗粒粒径范围为15~30 nm，薄膜为无色透明或白色薄膜。

2.一种如权利要求1所述的混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于该方法是按照以下步骤进行的：

（1）混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛胶体的制备

将0.01~0.2 mol四异丙氧基钛逐滴滴加到10~200mL去离子水中，并在室温条件下搅拌反应1~8h，生成白色沉淀，将得到的白色沉淀进行减压过滤并用蒸馏水洗涤后，将该沉淀转移到三口烧瓶中，缓慢滴加含有0.002~0.2 mol四甲基氢氧化铵的水溶液，再加入特定量的硫酸亚铁粉末，最后加入去离子水定容至20~200mL，在100~150℃油浴中强力搅拌反应1~10h，自然冷却至室温，将反应完成后得到的白色胶体转移至高压釜内，在150~250℃的条件下水热处理6~24h；

（2）混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜的制备

将步骤（1）中得到的铁离子掺杂二氧化钛胶体自然冷却后取出，超声处理20min后，通过丝网印刷方法在清洗干净的导电玻璃上形成二氧化钛薄膜，然后在马弗炉中450~550℃烧结0.5~3h，即得到混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜。

3.根据权利要求2所述的混合价态铁离子掺杂纳米晶二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于所述的硫酸亚铁粉末的加入量应控制Fe/Ti原子比范围在0.1%~10%。