[发明专利]一种核壳结构Ag/TiO2/ZnO纳米线及其制备方法

摘要

本发明的核壳结构Ag/TiO₂/ZnO纳米线，在Ag纳米线外层包覆有一层TiO₂，并在TiO₂层上诱导生长有ZnO纳米棒。其制备方法包括：将银纳米线分散于乙醇中，然后加入钛酸四丁酯及去离子水进行水热反应，得到核壳结构Ag/TiO₂纳米线；将核壳结构Ag/TiO₂纳米线分散于氧化锌溶胶中，均匀混合，洗涤分离，再加入到硝酸锌和六次亚甲基四胺的混合水溶液中反应，获得核壳结构Ag/TiO₂/ZnO纳米线。本发明实现了一维Ag纳米线与TiO₂和ZnO的三相复合，极大地提升了材料的稳定性及载流子分离效率，本发明的核壳结构Ag/TiO₂/ZnO纳米线的光催化性能显著优于商业德固赛P25纳米粉，在光催化环境治理及染料敏化太阳能电池领域具有重要的应用前景。

主权项

1.一种核壳结构Ag/TiO₂/ZnO纳米线的制备方法，其特征在于，在Ag纳米线外层包覆有一层TiO₂，并在TiO₂层上诱导生长有ZnO纳米棒，其中，TiO₂为纯锐钛矿相，ZnO为六方纤锌矿结构，主要包括以下步骤：1)将银纳米线分散于乙醇溶液中，配置2.5g/L的Ag纳米线的乙醇溶液，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮与Ag纳米线的质量比为1：12.5，搅拌混合均匀后，分别逐滴加入钛酸四丁酯和去离子水，乙醇：钛酸四丁酯：去离子水的体积比＝200:2:3，搅拌均匀，用去离子水洗涤分离，接着在120～200℃下水热反应8～12h，得到核壳结构Ag/TiO₂纳米线；2)分别配置浓度为2.14g/L醋酸锌的甲醇溶液和浓度为1.67g/L氢氧化钾的甲醇溶液，将醋酸锌的甲醇溶液和氢氧化钾的甲醇溶液按体积比1.9:1混合，在50℃～70℃下搅拌1h～3h，取出冷却，得到ZnO溶胶；按每升ZnO溶胶中加入0.4～0.6gAg/TiO₂纳米线，将步骤1)制得的核壳结构Ag/TiO₂纳米线分散于ZnO溶胶中，均匀混合后，洗涤分离；3)在去离子水中加入硝酸锌和六次甲基四胺，使硝酸锌的浓度为3～15g/L，六次甲基四胺和硝酸锌的质量比为1:2.12，将步骤3)所得产物转移到该溶液中，70～90℃下反应1～10h，得到核壳结构Ag/TiO₂/ZnO纳米线。