[发明专利]金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光催化剂技术领域，特别是涉及一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线。

背景技术

随着经济的发展，水污染情况越发严重，光催化技术是近年来发展起来的废水处理技术。光催化剂是光照射下引起催化反应的物质，通过光催化反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基和超级氧离子，来降解分解有机污染物质。

二氧化钛(TiO₂)是一种最广泛和深入的半导体光催化剂，广泛用于光催化领域。但TiO₂带隙较宽，只能在波长小于378nm的紫外区显示光化学活性，同时其光电子和空穴容易发生复合，从而降低光催化效率。

TiO₂纳米材料如纳米线、纳米管，比普通纳米颗粒有更高的表面积和体积比，可以提供相对较高的活性位点密度，有利于表面反应发生和敏化剂负载，而一维特性又使其在光生载流子分离和传递器件应用中拥有更快速的电荷载流子传输速率。也正因为这些优势，纳米TiO₂的合成获得了持续不断的关注与突破，这也直接推动了TiO₂材料的广泛应用。

因此，针对上述问题，有必要提出一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线，所述制备方法包括：

S1、将TiO₂纳米粒子与1-10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；

S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO₂纳米线；

S3、将TiO₂纳米线浸泡于HAuCl₄溶液中，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射1～15min以在TiO₂纳米线内形成金纳米种子；

S4、将附带有金纳米种子的TiO₂纳米线再次浸泡于HAuCl₄溶液中，并紫外照射15～30min以使金纳米粒子生长；

S5、将生长有金纳米粒子的TiO₂纳米线浸泡于HAuCl₄溶液中，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中紫外照射时间为10min，步骤S4中紫外照射时间为20min。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3和步骤S4中HAuCl₄溶液的温度为50～80℃。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3、S4、S5中还包括：

调节HAuCl₄溶液pH为2～3。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1前还包括：

将TiO₂纳米粒子在KOH溶液中浸泡5～10min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够在锐钛矿型TiO₂纳米线管内的三维空间内产生高强度磁场，可以增强目标分子的拉曼信号，提高了TiO₂纳米线的光催化性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明中一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO₂纳米线，其包括：