[发明专利]一种环境功能纳米材料—Cu-Fe/TiO2纳米管阵列及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种环境功能纳米材料-Cu-Fe/TiO2纳米管阵列及其制备和应用。其应用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，通过脉冲电沉积法将铜沉积在TiO2纳米管的内部以及表面，使Cu-TiO2复合纳米管阵列具有了更强的吸附力和电子传导能力，再通过脉冲电沉积法将铁纳米颗粒沉积在Cu-TiO2复合纳米管内部，提高在光催化反应过程中羟基自由基浓度。分步进行电沉积多元金属有利于得到分布均匀，呈颗粒状的光催化纳米材料。经过铁、铜修饰的TiO2纳米管阵列，有效地扩展TiO2在可见光区的吸收范围，降低光腐蚀，提高其光电转换效率，在光催化降解有毒有机污染物和重金属离子光还原研究中，展现出优良的光催化效率。

主权项

一种环境功能纳米材料‑Cu‑Fe/TiO2纳米管阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制有机电解液：电解液由质量百分含量为0.5‑3％的氢氟酸，质量百分含量为0.25‑0.5％的二甲基亚砜或者NH4F溶解于醇溶液中制备而成；(2)在25～100V直流电压下，以纯钛或钛合金为阳极，铂片为阴极，在有机电解液中电解制备二氧化钛纳米管；(3)在400℃‑500℃有氧条件下将上述制备的二氧化钛纳米管阵列煅烧4‑6h，使其晶化成TiO2纳米管阵列；(4)铜、铁修饰的二氧化钛纳米管阵列的制备：将步骤(3)制备得到的TiO2纳米管阵列置于5mmol‑20mmolCuSO4溶液中，在标准三电极体系中，采用脉冲电沉积的方法在TiO2纳米管阵列上电沉积铜，通断比为：0.2s∶1s，‑1V电压下沉积100个循环，得到Cu/TiO2复合纳米管阵列；然后将5mmol‑20mmol的FeSO4作为电镀液，也采用脉冲电沉积的方法将铁纳米颗粒沉积在Cu‑TiO2复合纳米管的内部得到Cu‑Fe/TiO2纳米管阵列，通断比为：0.2s∶1s，‑2V电压下沉积200个循环。