[发明专利]一种聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）前处理

取钛基体，裁剪，抛光，清洗，备用；

2）间距型TiO₂纳米管阵列涂层的制备

取步骤1）所得的处理后的钛基体，置于第一电解液中预氧化10-15min，预氧化的电压为75-85V，第一电解液为氟化铵和去离子水的乙二醇溶液，氟化铵的质量浓度为0.4-0.6wt%，去离子水的质量浓度为3.0-3.5wt%，清洗，晾干；

置于第二电解液中二次氧化3-5h，氧化的电压为25-35V，水浴温度为30-40℃，第二电解液为氢氟酸、氟化铵和去离子水的一缩二乙二醇溶液，氢氟酸的质量浓度为3.0-5.0wt%，氟化铵的质量浓度为0.2-0.4wt%，去离子水的质量浓度为6.0-8.0wt%，清洗，晾干；

于400-500℃下，烧结1-3h，冷却；

3）聚多巴胺涂层的制备

取步骤2）所得的带有间距型TiO₂纳米管阵列涂层的钛基体置于浸涂液中，浸涂液为多巴胺、氨水、乙醇和去离子水的混合溶液，多巴胺的质量浓度为1-3g/L，氨水的体积浓度为1-3%，乙醇的体积浓度为30-35%，在磁力搅拌下浸泡2-6h，清洗，干燥，干燥为真空干燥，干燥温度为55-65℃，干燥时间为5-7h，得聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极；

所述聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极包括钛基体，所述钛基体的表面上设有复合膜，所述复合膜包括负载在所述钛基体表面上的间距型TiO₂纳米管阵列涂层和浸涂在间距型TiO₂纳米管阵列膜表面上的聚多巴胺涂层。

2.根据权利要求1所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述间距型TiO₂纳米管阵列涂层中，TiO₂纳米管的内径为40-70 nm，TiO₂纳米管的壁厚为10-15 nm，相邻TiO₂纳米管的距离为20-50 nm。

3.根据权利要求1所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述复合膜中，浸涂有聚多巴胺涂层的TiO₂纳米管的壁厚为15-35 nm。

4.根据权利要求1所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述间距型TiO₂纳米管阵列涂层中，TiO₂纳米管的长度为450-500 nm。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述步骤1）中，抛光是将钛基体置于抛光液中浸泡20-30s，抛光液是质量浓度为0.15-0.20g/mL的氟化铵去离子水溶液、质量浓度为68%的浓硝酸以及质量浓度为30%的双氧水组成的混合溶液；抛光液中，氟化铵去离子水溶液的体积浓度为17-18%，浓硝酸的体积浓度为41-42%，双氧水的体积浓度为41-42%。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述步骤1）中，清洗为依次置于去离子水和乙醇中各超声清洗5-10min，交替清洗3-5次。

7.根据权利要求1所述的聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极的制备方法，其特征在于：

所述聚多巴胺敏化间距型二氧化钛复合膜光阳极与金属阴极联用，用于抑制金属阴极的腐蚀。