[发明专利]一种紫外吸收光转换核壳纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将钛酸异丙酯和醋酸酐混合后，在温度55-65℃下滴加含水的乙醇溶液后，保持30-60min，清洗、干燥，得到纳米二氧化钛；

S2、向所述纳米二氧化钛中加入含酸液的醇溶液，加热回流2.5-3小时，离心、洗涤，得到金红石结构的纳米二氧化钛；

S3、将所述金红石结构的纳米二氧化钛加入至水中，分散，加热至60-80℃后，滴加硅烷偶联剂，恒温反应，以形成包裹于金红石结构的纳米二氧化钛外表面的SiO₂壳层；

S4、反应后，滴加铝酸酯、铈盐和铽盐的混合溶液，控制pH为8-10，60-80℃下保持一段时间，以形成包裹于SiO₂壳层外表面的CeAl₂O₅:Tb壳层，离心，洗涤，干燥，即得以金红石结构的纳米二氧化钛为内核、以从内至外依次包裹于内核外表面的SiO₂壳层和CeAl₂O₅:Tb壳层为外壳的核壳纳米材料；

其中，所述核壳纳米材料的结构为TiO₂@SiO₂@CeAl₂O₅:Tb，且TiO₂、SiO₂、CeAl₂O₅和Tb³⁺的摩尔比为100：10：3-5：1-2。

2.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述钛酸异丙酯、醋酸酐、水和乙醇的体积比为20：5-15：1：45；所述清洗使用的试剂为丙酮和水。

3.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述酸液为硝酸，其浓度为0.1-0.2mol/L；所述醇溶液为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，所述金红石结构的纳米二氧化钛的粒径为10-40nm。

5.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S3为：将所述金红石结构的纳米二氧化钛加入至去离子水中，超声分散，加热至60-80℃后，滴加硅烷偶联剂，恒温反应1-2小时。

7.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述铝酸脂为铝酸三异丙酯；所述铈盐为氯化铈、硝酸铈和硫酸铈中的一种或多种；所述铽盐为盐酸铽、硝酸铽和硫酸铽中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，在60-80℃下保持的时间为2-5小时；所述外壳的厚度控制在5-10nm。

9.一种紫外吸收光转换核壳纳米材料，其特征在于，所述核壳纳米材料采用权利要求1-8任一项所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的制备方法所制得。

10.权利要求9所述的一种紫外吸收光转换核壳纳米材料的应用，其特征在于，将所述核壳纳米材料应用于光伏用PET膜或涂料中。