[发明专利]一种无氟单晶TiO2纳米薄膜的制备方法

摘要

一种无氟单晶TiO2纳米薄膜的制备方法，属于功能材料技术领域。采用无定形态的TiO2纳米管阵列薄膜为前驱物，首先将前驱物置于氟化铵水溶液中浸泡处理以初始化前驱物中所含氟离子浓度；然后将前驱物置于封闭容器中煅烧处理，使得前驱物在氟离子的催化作用和高温作用下坍塌并转变为表面含氟、且(001)暴露的TiO2纳米颗粒；最后经高温脱氟处理，得到无氟单晶TiO2纳米薄膜。本发明所制备的TiO2纳米薄膜具有更高的光催化性能和光电转换性能，在太阳能光伏器件、光分解水和光催化等方面有着广泛的应用前景。本发明采用两步或多步后期热处理组合工艺，具有可控性高、重复性好、生产效率高、合成成本低而且和可大规模制造等优点。

主权项

一种无氟单晶TiO2纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1：以金属钛片为衬底材料，首先采用阳极氧化工艺，在含氟的有机电解液中对金属钛片进行氧化，在金属钛片表面生成无定型态TiO2纳米管阵列薄膜；步骤2：将表面生成了无定型态TiO2纳米管阵列薄膜的金属钛片置于质量百分比浓度不超过2%的氟化铵水溶液中浸泡2～5分钟后取出晾干；步骤3：将步骤2处理后的TiO2纳米管阵列薄膜连同金属钛片一起，置于封闭容器中，在450～550℃的温度条件下煅烧1～2小时，得到附着在金属钛片表面且表面含氟的TiO2纳米薄膜；所述TiO2纳米薄膜由(001)面暴露的单晶锐钛矿型TiO2纳米颗粒组成；步骤4：将步骤3得到的附着在金属钛片表面且表面含氟的TiO2纳米薄膜，置于450～600℃的温度条件下煅烧1～3小时以进行脱氟处理，最终得到无氟单晶TiO2纳米薄膜；所述无氟单晶TiO2纳米薄膜由(001)面暴露的单晶锐钛矿型TiO2纳米颗粒组成，且表面不含氟。