[发明专利]氮掺杂二氧化钛纳米复合结构制备方法及应用

摘要

本发明提供了一种氮掺杂二氧化钛纳米复合结构制备方法及应用，在丙酮、无水乙醇和去离子水中依次清洗钛片；用浓氢氟酸和浓盐酸配成混合溶液；化学抛光钛片；用恒压直流阳极氧化法，室温下在化学抛光后的钛片表面生长二氧化钛纳米管阵列膜，得无定形态有序二氧化钛纳米管阵列；配制氨水溶液；将无定形态有序二氧化钛纳米管阵列浸没在氨水溶液中，加热，自然冷却，制得氮掺杂二氧化钛纳米复合结构。该复合结构用作光催化剂。本制备方法将氨水溶液中的氮元素掺进无定形态二氧化钛纳米管阵列，具有比表面积大、光催化效率高、稳定性好和可重复性高等特点，该方法能够制得价格低廉的可见光光催化剂，在降解污染物方面具有较好的应用前景。

主权项

 一种氮掺杂二氧化钛纳米复合结构制备方法，其特征在于，该制备方法具体按以下步骤进行：步骤1：将钛片依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中清洗；按体积比为1︰4～8，分别取浓度≥40%的浓氢氟酸和浓度为36%的浓盐酸，配成混合溶液；步骤2：用步骤1中的混合溶液化学抛光清洗后的钛片；步骤3：采用恒压直流阳极氧化法，室温下在化学抛光后的钛片表面生长二氧化钛纳米管阵列膜：石墨为阴极，钛片为阳极，两极间的距离为3～5cm；电解液为含0.20～0.50wt.%氟化铵和0.01～0.05wt.%氟化氢的乙二醇溶液，氧化电压40～60V，氧化时间5～600min，并用磁力搅拌器搅拌电解液，氧化完成后，用去离子水洗净钛片，氮气吹干，得到无定形态有序二氧化钛纳米管阵列；按体积比1︰1～10，分别取浓度为25%的氨水和去离子水，配成氨水溶液；步骤4：将无定形态有序二氧化钛纳米管阵列浸没在氨水溶液中，置于80～100℃的温度环境中加热3～15小时，自然冷却，去离子水冲洗，氮气吹干，制得氮掺杂二氧化钛纳米复合结构。