[发明专利]一种制备纳米多孔氧化钛厚膜的方法

摘要

本发明涉及一种制备纳米多孔氧化钛厚膜的方法，其特征在于，采用“纳米颗粒化学分散方法”对TiO₂纳米颗粒进行预处理，然后以“粉末涂敷”在衬底上制备TiO₂厚膜，其制备过程包括：(1)采用稀硝酸对TiO₂纳米颗粒进行分散预处理；(2)将所得粉体与水、成孔剂调合得刮涂浆料；(3)以玻璃棒将TiO₂浆料涂敷于衬底上，吹干；(4)重复涂敷若干次至所需膜厚；(5)高温热处理。所采用TiO₂粉体为Degussa公司P－25纳米粉体，成孔剂为聚乙二醇，衬底为玻璃(如石英玻璃、ITO或FTO导电玻璃)、单晶硅、蓝宝石或其他材料。本发明的特点是：所得TiO₂膜层厚度在1－30微米范围可控，粒子尺寸约20－30nm，具有优良的均匀性和巨大的比表面积；制作方法简单，成本低廉，适合于规模化生产。

主权项

1、一种制备纳米多孔氧化钛厚膜的方法，其特征在于以纳米TiO2粉体为原料，纳米颗粒化学分散方法和粉末涂敷方法相结合，在衬底上制备厚膜，工艺步骤是：(1)纳米TiO2粉体的预处理和衬底准备①纳米TiO2粉体的预处理(a)制备纳米分散液：纳米TiO2粉体与稀硝酸混合、搅拌，制得乳白色的TiO2悬浊液，TiO2与水的质量比为1∶5～1∶100，稀硝酸的质量百分浓度为0.1％～5％；(b)将步骤(a)制成的TiO2悬浊液在水溶条件下搅拌2-72小时；(c)将步骤(b)搅拌均匀的悬浊液以旋转蒸发方法去除水份，得到表面吸附硝酸根基团的TiO2纳米粉体；②衬底准备选用玻璃、蓝宝石或单晶硅进行表面处理并清洗后置于真空干燥器中备用；(2)浆料配置将步骤(1)制得的表面吸附硝酸根基团的TiO2粉体与水、聚乙二醇、阴离子表面活性剂混合，TiO2粉体∶水∶聚乙二醇质量比为1∶3-10∶0.01-5；阴离子表面活性剂的添加量为0.1～0.5％；所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠；(3)膜层刮涂首先在衬底上设计膜层形状，然后以透明胶带作阻挡层，在衬底表面滴上步骤(2)配制的浆料，并经刮涂得到TiO2膜层；吹干或室温下晾干；重复数次刮涂，得到所需TiO2膜层厚度，最后吹干或晾干；(4)膜层热处理取决于衬底，使用的热处理时退火温度为400～700℃。