[发明专利]快速沉积纳米粒子于二氧化钛纳米管阵列以提高其光电催化性能的方法

摘要

本发明涉及一种快速沉积纳米粒子于二氧化钛纳米管阵列以提高其光电催化性能的方法。本发明主要是采用了方便快捷的超声处理方法，将胶态的纳米二氧化钛粒子填入二氧化钛纳米管阵列孔道内以提高二氧化钛纳米管阵列的光电催化性能。本发明中，将制备好的二氧化钛纳米管阵列垂直浸泡在0.05mol/L水溶性二氧化钛溶液中，用40W功率的超声发光装置进行超声处理，处理时间为10～20秒，然后取出进行干燥，最终得到沉积有纳米晶的二氧化钛纳米管阵列。所制得的产物，其光电催化性能和光电流响应显著增强。

主权项

一种快速沉积纳米粒子于二氧化钛纳米管阵列以提高其光电催化性能的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：a.二氧化钛纳米管阵列的制备：将工业纯钛片超声清洗后干燥，然后在HF、HNO3和水的混合溶液中化学抛光，合溶液中三者的体积比为HF∶HNO3∶H2O＝1∶4∶5；采用阳极氧化法，即采用两电极体系，将钛片、铅板分别按到直流稳压电源的正负极，以0.4wt％NH4F，含有2wt％H2O的乙二醇溶液作为电解液，施加60V直流电压进行电化学阳极氧化过程而制备得TiO2纳米管阵列；然后超声清洗，干燥后在空气气氛中450℃退火，恒温2小时，待其自然冷却；b.水溶性二氧化钛纳米晶的制备：取一定质量的钛酸丁酯(TNB)和聚乙二醇(PEG)按摩尔比1∶1相配合，并剧烈搅拌使混合均匀，得到糊状液；然后滴加一定量的浓盐酸至反应体系变澄清；然后将混合液移至Teflon高压反应釜，并放置在电烘箱内在150℃下反应5～6小时，得到浓稠白色乳液；经洗涤，离心分离、，真空干燥，得白色块体，再经研磨后得白色二氧化钛纳米晶粉末；c.水溶性二氧化钛纳米晶在二氧化钛纳米管阵列管壁内的沉积：将上述制备好的二氧化钛纳米管阵列垂直浸泡在0.05mol/L水溶性二氧化钛溶液中，用40W功率的超声发生装置进行超声处理，处理时间为10～20秒，然后取出进行干燥，最终得到沉积有纳米晶的二氧化钛纳米管阵列。