[发明专利]一种双钛层光催化膜的制备方法

说明书

本发明属于光催化领域，具体涉及一种双钛层光催化膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将基材浸泡至蒸馏水中超声清洗，得到洁净的基材；步骤2，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，形成钛醇液，然后将基材浸渍在钛醇液中烘干得到镀膜基材；步骤3，将纳米一氧化钛均匀涂覆在镀膜基材表面，然后在氮气环境下恒温挤压反应2‑5h，形成二次镀膜基材；步骤4，将双氧水喷洒至二次镀膜基材上，得到预镀膜基材，然后放入反应釜中密封反应2‑4h，得到双钛层光催化膜。本发明解决纳米二氧化钛电子产率低的问题，通过一氧化钛与二氧化钛形成纳米结构的多钛结构，内层的一氧化钛与二氧化钛形成共氧结构，促使表面的二氧化钛形成氧缺体系。

技术领域

本发明属于光催化领域，具体涉及一种双钛层光催化膜的制备方法。

背景技术

二氧化钛(TiO₂)由于其具有化学惰性、良好的生物兼容性、较强的氧化能力以及抗化学腐蚀的能力，且价格低廉，在能量转换、废水处理、环境净化、传感器、涂料、化妆品、催化剂、填充剂等诸多领域都引起了国内外学者的高度关注。尤其作为一种性能优良的N型半导体材料，可以充分利用太阳能，既节能又环保，是当前应用前景最为广阔的一种纳米功能材料。虽然二氧化钛是一种有潜质的光催化剂，但是宽带隙(锐钛矿约为3.2eV，金红石约为3.0eV)使得TiO₂只能被占太阳光5％的波长较短的紫外线(λ﹤387nm)激发，同时，光激发产生的电子和空穴极易复合，导致吸收光的量子产率很低，这大大阻碍了二氧化钛这种光催化剂的应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种双钛层光催化膜的制备方法，解决纳米二氧化钛电子产率低的问题，通过一氧化钛与二氧化钛形成纳米结构的多钛结构，内层的一氧化钛与二氧化钛形成共氧结构，促使表面的二氧化钛形成氧缺体系。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种双钛层光催化膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将基材浸泡至蒸馏水中超声清洗，得到洁净的基材；

步骤2，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，形成钛醇液，然后将基材浸渍在钛醇液中烘干得到镀膜基材；

步骤3，将纳米一氧化钛均匀涂覆在镀膜基材表面，然后在氮气环境下恒温挤压反应2-5h，形成二次镀膜基材；

步骤4，将双氧水喷洒至二次镀膜基材上，得到预镀膜基材，然后放入反应釜中密封反应2-4h，得到双钛层光催化膜。

所述步骤1中的超声清洗的超声频率为40-70kHz，温度为30-60℃。

所述步骤2中的钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为20-50g/L，浸渍时间为20-60s，烘干温度为80-100℃。

所述步骤3中的纳米一氧化钛的涂覆量为0.1-0.5g/cm²，温度为80-100℃。

所述步骤3中的恒温反应的温度为80-100℃，挤压压力为3-5MPa。

所述步骤4中的双氧水的体积浓度为40-60％，喷洒量为4-8mL/cm²。

所述步骤4中的密封反应采用氮气环境，温度为120-150℃。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：

1.本发明解决纳米二氧化钛电子产率低的问题，通过一氧化钛与二氧化钛形成纳米结构的多钛结构，内层的一氧化钛与二氧化钛形成共氧结构，促使表面的二氧化钛形成氧缺体系。

2.本发明利用一氧化钛的氧缺特性以及一氧化钛与二氧化钛形成共氧的钛氧钛结构，将表面二氧化钛形成缺氧的高活性体系。