[发明专利]一种在Ti基底上固定的单层、单分散的TiO2中空微球阵列

摘要

种在Ti基底上固定的单层、单分散的TiO2中空微球阵列。它是采用界面自组装方法在Ti基底上制备一层单分散的聚苯乙烯微球作为模版，通过液相沉积法在微球模版表面包覆TiO2壳层，再经高温煅烧去除聚苯乙烯模版，制得。用于光催化分解水制氢时，其TiO2中空微球在溶液中，不团聚、比表面积高，光催化分解水制氢效率高，便于回收、重复利用。并且可直接制成固体的光催化电极材料，扩展了其应用范围。其壳层厚度可以通过调节液相沉积时间来有效控制；制备的工艺简单，条件温和，适合工业化大规模生产。

主权项

一种在Ti基底上固定的单层、单分散的TiO2中空微球阵列，由以下方法制得：A、将Ti片作为放入洁净的玻璃培养皿中央，从培养皿的边缘向培养皿中缓慢注入蒸馏水，使蒸馏水漫至Ti片边缘且其高度与Ti片边缘齐平，而Ti片的中心保持干燥；B、将聚苯乙烯胶体溶液缓慢滴向衬片中心，直到胶体溶液刚好扩散至Ti片边缘与单蒸水接触时止；随后胶体溶液向水中缓慢扩散，扩散完毕后在水液面的局部或全部形成一层单层胶体膜；然后将Ti片取出；C、向水中滴入质量浓度为2%的十二烷基磺酸钠溶液，十二烷基磺酸钠溶液的滴入量为B步的聚苯乙烯胶体溶液滴入量的0.5—2倍，以增大液面的张力，使漂浮在液面的聚苯乙烯胶体粒子在表面张力的作用下迅速组装成密排的晶体薄膜；D、用Ti基底打捞液面的密排薄膜，干燥后即在Ti基底表面固定上单层的排布整齐均一的聚苯乙烯微球，得到聚苯乙烯微球模板；E、配制0.05‑0.9mol/L的(NH4)2TiF6溶液和0.2‑0.8mol/L的H3BO3溶液，将两者按体积比1:1的比例均匀混合，配制成混合液；再用HF调节混合液的PH值至2.8。F、将D步得到的聚苯乙烯微球模板浸入E步得到的混合液，并在40‑80℃的恒温水浴锅中反应10‑15h，TiO2即沉积在聚苯乙烯微球上得到聚苯乙烯/TiO2复合微球；G、将F步的固定有聚苯乙烯/TiO2复合微球的Ti基底放入马弗炉中，高温煅烧至450℃并保温1‑3h，去除聚苯乙烯微球，即得到Ti基底上固定的单层、单分散的TiO2中空微球阵列。