[发明专利]火柴状TiO2纳米颗粒和纳米棒复合阵列的制备方法

权利要求书

1.一种火柴状TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1) FTO透明导电玻璃清洗

选用厚度为1.2mm的FTO透明导电玻璃，裁剪成1.5cm×5cm的长方块，先用异丙醇、丙酮和去离子水的混合溶液（体积比为1:1:1）将切割好的FTO导电玻璃片超声清洗30min，取出用去离子水冲洗后再用乙醇超声清洗15min，最后取出FTO导电玻璃用去离子水冲洗干净放入烘箱，在60℃烘干备用；

步骤(2) TiO₂前驱液的配制

用量筒量取25 ml 的去离子水和25 ml 重量百分比为36.5%-38% 的浓盐酸，混合搅拌5 min，加入0.5 g的钛酸四丁酯（分析纯），继续搅拌5 min，得到TiO₂前驱溶液；

步骤(3)TiO₂纳米棒阵列的生长

将清洗干净烘干的FTO导电玻璃放入容量为100ml的聚四氟乙烯内衬罐中，导电面向上，再将步骤(2)中配制好的前驱溶液倒入内衬罐中，将内衬罐装进不锈钢外套封闭好，放入鼓风烘箱中，在150℃加热 4～10h，得到1.5～3 μm 垂直生长的TiO₂纳米棒阵列；

步骤(4)TiO₂纳米棒阵列表面沉积TiO₂纳米颗粒

以步骤(3)中生长在FTO导电玻璃上的TiO₂纳米棒阵列作为基片，采用直流磁控溅射方法，以高纯Ti（99.99%）作为靶材，在TiO₂纳米棒阵列表面沉积纳米颗粒，制备出火柴状的TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列，溅射本底真空为6×10^-6 Torr，溅射气压为5mTorr～10mTorr，溅射功率为50W-200W，溅射时间为30-60min，靶基距20cm，衬底自传速度为6转/分，沉积温度为室温，制备好的复合阵列再用430℃在空气中退火60min即得到晶化了的火柴状TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列。

2.根据权利要求1所述的一种火柴状TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列的制备方法，其特征在于：TiO₂前驱液中去离子水和浓盐酸的体积均为25 ml，钛酸四丁酯添加量为0.5 g。

3.根据权利要求1所述的一种火柴状TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列的制备方法，其特征在于：水热反应的聚四氟乙烯内衬罐体积为100ml，水热反应温度为150℃，时间为 4～10h。

4.根据权利要求1所述的一种火柴状TiO₂纳米颗粒和纳米棒复合阵列的制备方法，其特征在于：溅射本底真空为6×10^-6 Torr，溅射气压为5mTorr～10mTorr，溅射功率为50W-200W，溅射时间为30-60min，靶基距20cm，衬底自传速度为6转/分，沉积温度为室温，在空气中430℃退火60min。