[发明专利]一种在钛基底上制备锐钛矿型二氧化钛微纳米结构的方法

摘要

本发明公开了一种在钛基底上制备锐钛矿型二氧化钛微纳米结构的方法。其特征是：首先采用超快激光对纯钛片进行刻蚀，在纯钛片表面制备出微米结构；然后将刻蚀后的钛片放入H2O2中，对超快激光刻蚀后的微米结构进行氧化获得二氧化钛，同时在微米结构表面制备出纳米结构；最后通过退火将二氧化钛转变为锐钛矿型二氧化钛。该方法在纯钛片表面制备出的锐钛矿型二氧化钛微纳米结构在200nm‑1000nm波长范围具有高吸收率且与基底结合牢固，可直接用于光催化、染料敏化太阳能电池、气体传感器、锂离子电池等领域。

主权项

1.一种在钛基底上制备低反射率锐钛矿型二氧化钛微纳米结构的方法，其特征是：1)用2000目的砂纸对99.9wt.％的钛片打磨后，超声清洗10分钟并干燥；2)用超快激光对步骤1)得到的钛片表面进行刻蚀，在表面形成10‑20μm的孔洞结构；加工参数为平均功率20W、单脉冲能量200μJ、重复频率200KHz、聚焦光斑160μm、扫描间距50μm、扫描速度500mm/s、刻蚀次数为25次；超快激光的脉宽小于10皮秒、超快激光刻蚀的能量密度≥0.3J/cm2；3)将步骤2)刻蚀后得到的钛片用10mL浓度30wt.％的H2O2在80℃下氧化1h，氧化后的微米结构的特征未被破坏，并在微结构上形成纳米线结构；氧化后的微纳米结构成分为钛和锐钛矿型二氧化钛；4)将步骤3)氧化得到的钛片在空气中450℃退火1h，退火处理生成了结晶性更好的锐钛矿型二氧化钛。