[发明专利]一种无机/有机半导体纳米复合结构及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种无机/有机半导体纳米复合结构及其制备方法和应用。本发明利用钛箔为基体，经刻蚀、清洗后得到的钛基体，通过阳极氧化法，在钛基体表面得到无机半导体TiO2纳米管阵列；再以TiO2纳米管阵列为生长基底，通过物理气相沉积法在其表面沉积一层苝四酸二亚酰胺有机半导体薄膜，从而得到无机/有机半导体纳米复合结构。同时，通过改变TiO2纳米管阵列的基底位置，可以实现不同有机薄膜沉积量的纳米复合结构。本方法简单易行，为无机、有机半导体材料的层次组装提供了实验基础。通过对所得的纳米复合结构在光电化学电池光催化分解水制氢领域的应用进行研究，结果显示该结构具有高效光催化性能。

主权项

一种无机/有机半导体纳米复合结构的制备方法，所述复合结构包括无机半导体纳米结构和沉积于无机半导体纳米结构内外表面的有机半导体薄膜；其中，所述无机半导体纳米结构为TiO2纳米管阵列；所述有机半导体薄膜为苝四酸二亚酰胺薄膜；所述TiO2纳米管阵列管径为20 ~ 70 nm，管长为2 ~ 5 μm, 壁厚为10 ~ 40 nm；所述苝四酸二亚酰胺薄膜的厚为1 ~ 15 nm，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备无机半导体纳米管阵列：1.1以钛箔为基体，经HF/HNO3/H2O按照体积比1:4:2配成的混合溶液刻蚀处理后清洗，得到钛基体；1.2以步骤1.1得到钛基体为阳极，铂网为阴极，经阳极氧化反应后，清洗，干燥，煅烧，在钛基体表面得到TiO2纳米管阵列结构；步骤2：制备无机/有机纳米复合结构以步骤1.2制备得到的TiO2纳米管阵列结构为生长基体，以苝四酸二亚酰胺类化合物的粉体为生长源，经物理气相沉积后，退火，随后关闭加热，保持50‑80 mL/min的氮气流量自然冷却到室温，得到厚度均匀的无机/有机纳米复合结构。