[发明专利]一种刻蚀TiO2纳米薄膜的方法

说明书

本发明涉及纳米结构的制造或处理技术领域，为一种刻蚀TiO₂纳米薄膜的方法。通过将TiO₂纳米薄膜表面吸附Cd²⁺，经过450~600℃高温处理，得CdTiO₃/TiO₂纳米薄膜；将CdTiO₃/TiO₂纳米薄膜置于含硫反应液中发生水热反应，得CdS/TiO₂纳米薄膜；将CdS/TiO₂纳米薄膜进行酸处理，干燥，得刻蚀后的TiO₂纳米薄膜。由此，通过本发明方法，使用针对TiO₂纳米薄膜的表面刻蚀技术，可以增加TiO₂纳米薄膜的比表面积，能够显著提高TiO₂纳米薄膜的光电催化性能。解决了针对TiO₂纳米薄膜比表面积增大的问题。与现有技术相比，本发明的方法具有简单易行、操作方便、成本低廉的特点。

技术领域

本发明涉及纳米结构的制造或处理技术领域，特别是涉及一种刻蚀TiO₂纳米薄膜的方法。

背景技术

氢能具有无污染、可再生、能量密度高、无毒和燃烧的唯一产物为水等优点，被认为是一种最具前景的能源。利用太阳能分解水制氢是获得氢能最理想的途径之一。TiO₂因其具有无毒、廉价、易制得和优异的太阳光响应等优势，通常被用作太阳能分解水的光(电)催化剂材料。然而，TiO₂纳米光催化材料中光生电子和空穴易复合，从而导致光转换效率低下，限制了其实际应用。

现有技术中，通过增加纳米薄膜材料的比表面积，可以提高光催化剂材料的光催化性能。如：

中国发明专利（专利号：ZL2015 1 0672461.8）提供了“一种ZnO纳米棒薄膜原位改性处理方法及其获得的改性薄膜”，该方法采用低温化学浴沉积法对ZnO纳米棒薄膜进行原位改性，在ZnO纳米棒表面原位生成ZnO纳米粒，通过对ZnO纳米棒薄膜进行表面改性，增加了比表面积、同时改善了薄膜的光电等性能。但是，这类方法对纳米薄膜光催化性能提升有限，并且不适用于TiO₂纳米薄膜。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需开发一种提高TiO₂纳米薄膜光催化性能的方法以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀TiO₂纳米薄膜的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤一：将TiO₂纳米薄膜表面吸附Cd²⁺，经过450~600℃高温处理，得CdTiO₃/TiO₂纳米薄膜；

步骤二：将所述CdTiO₃/TiO₂纳米薄膜置于含硫反应液中发生水热反应，得CdS/TiO₂纳米薄膜；

步骤三：将所述CdS/TiO₂纳米薄膜进行酸处理，干燥，得刻蚀后的TiO₂纳米薄膜。

由此，通过本发明的针对TiO₂纳米薄膜的表面刻蚀技术，刻蚀后的TiO₂纳米薄膜表面变得粗糙，且粗糙程度均匀。可以从微观层面增加TiO₂纳米薄膜的比表面积，能够显著提高TiO₂纳米薄膜的光电催化性能。解决了针对TiO₂纳米薄膜增大比表面积的问题。本发明的方法具有简单易行、易于操作、成本低廉的特点。