[发明专利]一种太阳光全波段光催化纳米阵列的制备方法

摘要

本发明涉及一种太阳光全波段光催化纳米阵列及其制备方法，该光催化纳米阵列为纳米VS4填充TiO2纳米管阵列。本发明方法制得的光催化纳米阵列牢固附着在钛基片上，可方便回收并循环使用，克服了传统的粉体光催化剂回收困难的问题；该光催化纳米阵列是纳米VS4填充TiO2纳米管阵列结构，可以抑制光生电子‑空穴的快速复合，提高光催化效率；同时综合TiO2具有优异的紫外光催化效果和VS4具有优异的可见与近红外光催化效果，使纳米阵列最大限度的利用从紫外光到近红外光的太阳光全波段进行光催化，对于促进自然太阳光光催化技术应用，缓解能源危机以及加强环境治理具有重要的意义。

主权项

1.一种太阳光全波段光催化纳米阵列及其制备方法，其特征在于该纳米阵列为纳米VS4填充TiO2纳米管阵列，该纳米阵列的制备方法包括以下步骤：（一）、TiO2纳米管阵列的制备将首先对钛片进行金相砂纸打磨，再分别用乙醇、丙酮和蒸馏水超声清洗，然后以钛片为阳极，石墨为对电极，1% NH4F的乙二醇和水的混合液为电解液，在50 V的电压下氧化1 h后，依次用乙醇和蒸馏水清洗干净，80℃烘干，然后在400℃空气下煅烧2 h，冷却后得到孔径约为100 nm、形貌规整的TiO2纳米管阵列；（二）、VS4溶胶的制备将一定量的偏钒酸铵溶于蒸馏水和乙醇中搅拌均匀形成溶液A；将一定量的硫代乙酰胺和三乙醇胺溶于乙二醇中搅拌均匀形成溶液B；将溶液A逐滴入溶液B中，边滴加边搅拌；滴加完毕后，继续搅拌30 min，然后逐滴加入氨水调节pH=9.8~11.2，停止搅拌；在60℃水浴下放置至溶胶的粘度为2~5 mPa·s；（三）、TiO2/VS4纳米阵列的制备将步骤（一）制得的TiO2纳米管阵列吸附在匀胶机的真空吸盘上，滴加步骤（二）所配置的VS4溶胶，在3000~5000 r/min旋转速度下旋涂20~50 s；把旋涂好的基片置于干燥箱中120~200℃干燥时间1h，冷却后用蒸馏水冲洗基片表面；自然晾干后将基片再次放在匀胶机上，重复上述旋涂过程2~5次后在300~500℃真空烧结2 h，冷却后得到TiO2/VS4纳米阵列。