[发明专利]双壳层非对称半导体材料及其超组装方法

权利要求书

1.一种双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在水热环境下通过微乳液模板法制备非对称的瓶状开口碳聚合物框架；

步骤二，以所述瓶状开口碳聚合物框架为模板，在其外表面和内表面生长均匀的非晶TiO₂层，得到三明治夹层结构的中间体；

步骤三，对所述中间体进行煅烧处理，从而去除所述瓶状开口碳聚合物框架，得到双壳层非对称半导体材料，

其中，步骤一包括：

将模板剂溶解在水中，形成均一的微乳液体系，再加入碳源充分混合搅拌，再将得到的混合溶液置于反应釜中，在140℃-200℃条件下反应8h-24h，得到所述瓶状开口碳聚合物框架，

步骤二包括：

将所述瓶状开口碳聚合物框架分散于乙醇中，再加入氨水和钛酸四丁酯，再将上述混合物置于25℃-80℃油浴锅中反应12h-30h，得到所述中间体。

2.根据权利要求1所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于：

其中，步骤一中，所述模板剂由三嵌段共聚物PEO₂₀-PPO₇₀-PEO₂₀和钠盐自组装而成，所述三嵌段共聚物PEO₂₀-PPO₇₀-PEO₂₀和所述钠盐的摩尔比为1：(2-32)，

所述钠盐为油酸钠、硬脂酸钠、月桂酸纳中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于：

其中，步骤一中，所述碳源为核糖、阿拉伯糖、酚醛树脂中至少一种。

4.根据权利要求1所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于：

其中，步骤一中，所述模板剂与水的摩尔质量比为0.1275mmol：(40mL-100mL)，所述碳源与所述微乳液体系的质量体积比为(1g-1.1g)：(40mL-100mL)。

5.根据权利要求1所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于：

其中，步骤二中，所述瓶状开口碳聚合物框架与所述乙醇的质量体积比为(10mg-100mg)：100mL，

所述乙醇与所述氨水的体积比为1000：3，所述氨水的浓度为28wt％，

所述氨水和所述钛酸四丁酯的体积比为1:(4-12)。

6.根据权利要求1所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法，其特征在于：

其中，步骤三包括：将所述中间体置于管式炉中，在空气氛围中，以1℃/min-10℃/min的升温速率从室温升至450℃-600℃进行煅烧处理，从而得到所述双壳层非对称半导体材料。

7.一种双壳层非对称半导体材料，其特征在于：根据权利要求1-6中任意一项所述的双壳层非对称半导体材料的超组装方法制备而成。

8.根据权利要求7所述的双壳层非对称半导体材料，其特征在于：

其中，所述双壳层非对称半导体材料为双壳层连续的瓶状结构，具有瓶壁和瓶颈，

所述瓶壁为锐钛矿型，厚度为20nm-120nm，

所述瓶颈的长度为100nm-500nm，

所述双壳层非对称半导体材料的尺寸为400nm-1μm。

9.根据权利要求7所述的双壳层非对称半导体材料，其特征在于：

其中，所述双壳层非对称半导体材料的比表面积为20m²/g-65m²/g，孔径为2nm-30nm。