一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法及其應(yīng)用，該方法包括以下步驟：(1)對(duì)摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃去除表面油脂粉塵；(2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，得到金紅石相二氧化鈦納米棒；(3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后用無(wú)水乙醇沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極；以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極作為光陽(yáng)極，采用三電極體系，利用模擬太陽(yáng)光氧化降解有機(jī)廢水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制得的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為納米陣列，具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性。
【專利說(shuō)明】一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料化學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】[0002]光電催化氧化技術(shù)屬于高級(jí)氧化技術(shù)，是一種能夠有效處理環(huán)境污染物廢水的方法。它具有反應(yīng)條件溫和，氧化能力強(qiáng)，無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，光電催化氧化得到了科學(xué)家的廣泛關(guān)注與研究，是未來(lái)綠色處理環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)。多種催化劑已經(jīng)成為了這一方面的研究重點(diǎn)。其中，二氧化鈦由于具有良好的生物兼容性，光催化活性，光化學(xué)穩(wěn)定性，以及制備工藝簡(jiǎn)單，受到了較高的關(guān)注。對(duì)于二氧化鈦性能的改進(jìn)提高也在不斷的研究之中。這些研究大多集中在提高催化劑的催化位點(diǎn)。催化位點(diǎn)的受到粒子尺寸、暴露的晶面、分散程度等條件的制約。一些納米支架的引入可以顯著改善納米催化劑的分散性，例如納米棒。而近來(lái)關(guān)于活性晶面的研究也進(jìn)一步推升了催化活性的提高，例如{001}晶面銳鈦礦相二氧化鈦。因而，如果能夠結(jié)合上述的考量，二氧化鈦的光催化氧化能力將得到顯著的促進(jìn)。另一方面的研究重點(diǎn)是拓展二氧化鈦的光吸收范圍。二氧化鈦是一種典型的寬帶半導(dǎo)體(Eg = 3.22eV)，只能吸收太陽(yáng)光中波長(zhǎng)小于385nm的紫外光，很大程度上限制了二氧化鈦的實(shí)際應(yīng)用。納米結(jié)構(gòu)以及能帶匹配理論經(jīng)常被用于解釋一部分可見(jiàn)光吸收增強(qiáng)的現(xiàn)象。納米結(jié)構(gòu)，特別是有序的納米結(jié)構(gòu)，由于能夠讓光在納米孔道之間形成多次反射造成吸收的增加。而能帶的匹配則能促進(jìn)光生電子與空穴的分離轉(zhuǎn)移，光能量得到有效的轉(zhuǎn)換，從而利用到更多的輻照光能。在二氧化鈦的典型晶型之中，銳鈦礦相與金紅石相由于鈦氧原子在晶胞內(nèi)排列的方式不同，因而它們的導(dǎo)帶與價(jià)帶存在差異。這種差異能夠使光生電子與空穴在這一復(fù)合體系中發(fā)生分離，從而延長(zhǎng)了光生載流子的壽命與濃度。
[0003]因此，本發(fā)明采用溶劑熱方法，以金紅石相二氧化鈦納米棒陣列為基底，在異丙醇鈦/異丙醇混合液中得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。得到的納米陣列不僅具有較高的比表面積和較大的活性晶面，而且吸收光范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)展。這種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)納米陣列光陽(yáng)極可用于有機(jī)污染物廢水的太陽(yáng)光光電催化降解，具有良好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法及其應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0007](I)對(duì)摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃分別用丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗，去除表面油脂粉塵，晾干；
[0008](2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，并用蒸餾水沖洗，晾干，得到金紅石相二氧化鈦納米棒；
[0009](3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后用無(wú)水乙醇沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0010]步驟(2)所述的水熱溶液為鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的混合溶液，其中，鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的體積比為(0.5~I): (20~25): (20~25)。
[0011]步驟⑵所述的水熱處理的條件為?在溫度為180~200°C下水熱反應(yīng)8~10h。
[0012]步驟(3)所述的溶劑熱溶液為異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的混合溶液，其中，異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的體積比為(0.3~0.5): (0.3~0.5): (20~25)。
[0013]步驟(3)所述的溶劑熱處理的條件為:在溫度為180~200°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)12 ~24h。
[0014]步驟(1)、步驟(2)或步驟(3)所述的晾干均為在空氣條件下晾干。
[0015]步驟(3)所述的退火熱處理的過(guò)程為:以I~2°C /min升溫速率由室溫升至350~450°C并恒溫I~3h。
[0016]利用上述方法制得的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為納米陣列，具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性。
[0017]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的應(yīng)用，以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極作為光陽(yáng)極，采用三電極體系，利用模擬太陽(yáng)光氧化降解有機(jī)廢水。
[0018]以步驟(3)所得到的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為工作電極，鉬片為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，電解質(zhì)采用0.lmol/L硫酸鈉，外加磁力攪拌，并采用循環(huán)水冷卻體系，保持降解體系溫度在20°C。在三電極體系中施加偏壓+0.2~+0.6V，所述的模擬太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度為10~20mW/cm2。
[0019]所述的有機(jī)廢水為濃度為10~20mg/L的雙酚A廢水。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0021](I)與已有的納米二氧化鈦電極相比，由于采用金紅石相二氧化鈦納米棒為基底，實(shí)現(xiàn)了銳鈦礦相二氧化鈦的高度分散生長(zhǎng)，得到了高度有序的納米陣列結(jié)構(gòu)，并且具有較高比表面積。
[0022](2)與一般的銳鈦礦相二氧化鈦相比，由于納米棒上生長(zhǎng)得到的為活性較高的{001}晶面銳鈦礦材料，暴露了更多的活性晶面，提升了催化劑的催化活性位點(diǎn)，使得氧化降解能力更強(qiáng)。
[0023](3)與傳統(tǒng)的金紅石/銳鈦礦混合相二氧化鈦相比，由于采用二次溶劑熱方法，使得納米材料的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)更加有序，光生電子和空穴的分離更加高效。
[0024](4)通過(guò)對(duì)溶劑熱的條件參數(shù)進(jìn)行控制可以制備出晶面可控的納米陣列，結(jié)構(gòu)的可調(diào)整性增加了二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的使用范圍。
[0025](5)本發(fā)明制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極能夠利用太陽(yáng)光光電降解有機(jī)廢水，降低了污染物的處理成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為實(shí)施例1制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的掃描電鏡照片；
[0027]圖2為實(shí)施例1制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極及金紅石相二氧化鈦納米棒的X射線衍射譜；
[0028]圖3為實(shí)施例1制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的氮?dú)馕矫摳角€；
[0029]圖4為實(shí)施例1制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的孔徑分布曲線；
[0030]圖5為實(shí)施例1中制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的紫外可見(jiàn)漫反射圖譜；
[0031]圖6為實(shí)施例1中制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的Kubelka-Munk函數(shù)圖；
[0032]圖7為實(shí)施例2中二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極降解有機(jī)污染物廢水過(guò)程中雙酚A的相對(duì)濃度隨時(shí)間的變化曲線；
[0033]圖8為實(shí)施例2中二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極降解有機(jī)污染物廢水過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模擬。
[0034]圖中，A為銳鈦礦相二氧化鈦；B為銳鈦礦相/金紅石相二氧化鈦；C為二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
【具體實(shí)施方式】 [0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]實(shí)施例1
[0037]二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備過(guò)程及其表征，具體步驟如下:
[0038]將30X10X2.2mm規(guī)格的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃分別用丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗，去除表面油脂粉塵。晾干后，摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中180°C下水熱8h。水熱溶液采用鈦酸四丁酯鹽酸溶液,將ImL鈦酸四丁酯加入25mL濃鹽酸與25mL蒸餾水的混合液中，磁力攪拌至澄清。反應(yīng)后，電極用蒸餾水沖洗，空氣條件下晾干。然后，將電極置于異丙醇鈦的異丙醇溶液中，200°C溶劑熱24h。溶劑熱溶液采用異丙醇鈦/異丙醇溶液，將0.3mL異丙醇鈦與0.3mL 二乙撐三胺加入21mL異丙醇中，磁力攪拌至澄清。反應(yīng)后，電極用無(wú)水乙醇沖洗，空氣條件下晾干，在氧氣中400°C退火熱處理，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。采用場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡(FE-SEM)對(duì)電極的形貌進(jìn)行表征，結(jié)果見(jiàn)圖1，表明納米分支的直徑約為160nm，表面分布有邊長(zhǎng)約80nm的納米薄片。用X射線衍射儀(XRD)測(cè)定了二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極表面物質(zhì)的晶相結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2上面的曲線，表明表面物質(zhì)為銳鈦礦/金紅石混合相結(jié)構(gòu)，為圖2下面的曲線。
[0039]用氮?dú)馕矫摳椒椒y(cè)定了二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極表面物質(zhì)的比表面積及孔徑分布，結(jié)果見(jiàn)圖3及圖4,圖3中，Adsorption為吸附曲線，Desorption為脫附曲線。圖4表示二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的孔徑分布曲線。
[0040]本實(shí)施例制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的紫外可見(jiàn)漫反射圖譜如圖5所示，本實(shí)施例制備的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的Kubelka-Munk函數(shù)圖如圖6所示。圖中，A為銳鈦礦相二氧化鈦為銳鈦礦相/金紅石相二氧化鈦；C為二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0041]實(shí)施例2
[0042]采用二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極進(jìn)行模擬太陽(yáng)光光電催化降解有機(jī)污染物廢水雙酚A，具體步驟如下:
[0043]雙酚A的降解實(shí)驗(yàn)在IOOmL的燒杯中進(jìn)行。采用三電極降解體系，以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)納米陣列為工作電極，有效的光陽(yáng)極面積為3cm2，鉬片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極。用0.lmol/L硫酸鈉去離子水溶液將雙酚A配制為濃度為20mg/L的模擬廢水，處理體積為lOOmL。以模擬太陽(yáng)光作為光源，光照強(qiáng)度為lOmW/cm2。施加偏壓+0.4V (相對(duì)于飽和甘汞電極)。外加磁力攪拌，并采用循環(huán)水冷卻體系，保持降解體系溫度在20°C。
[0044]二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極模擬太陽(yáng)光光電降解有機(jī)污染物廢水過(guò)程中雙酚A的相對(duì)濃度隨時(shí)間的變化曲線如圖7所示，二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極降解有機(jī)污染物廢水過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模擬如圖8所示，圖中，A為銳鈦礦相二氧化鈦；B為銳鈦礦相/金紅石相二氧化鈦；C為二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0045]測(cè)試表明，二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的催化降解能力遠(yuǎn)高于銳鈦礦相二氧化鈦電極以及銳鈦礦/金紅石二氧化鈦電極，在240min時(shí)前者的降解率約為80%，而相同條件下，另兩者對(duì)雙酚A的降解率小于35%。光電催化氧化降解過(guò)程中雙酚A的去除反應(yīng)遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
[0046]實(shí)施例3
[0047]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0048](I)對(duì)摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃分別用丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗，去除表面油脂粉塵，晾干；
[0049](2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，并用蒸餾水沖洗，晾干，得到金紅石相二氧化鈦納米棒；
[0050](3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后用無(wú)水乙醇沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0051]其中，步驟(2)水熱溶液為鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的混合溶液，其中，鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的體積比為0.5: 20: 20。步驟(2)水熱處理的條件為:在溫度為180°C下水熱反應(yīng)IOh。
[0052]步驟(3)溶劑熱溶液為異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的混合溶液，其中，異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的體積比為0.3: 0.3: 20。步驟(3)溶劑熱處理的條件為:在溫度為180°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)24h。
[0053]步驟(1)、步驟(2)或步驟(3)晾干均為在空氣條件下晾干。
[0054]步驟(3)退火熱處理的過(guò)程為:以1°C /min升溫速率由室溫升至350°C并恒溫3h。
[0055]利用上述方法制得的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為納米陣列，具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性。
[0056]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的應(yīng)用，以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極作為光陽(yáng)極，采用三電極體系，鉬片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極，在三電極體系中施加偏壓+0.2V，利用模擬太陽(yáng)光，光照強(qiáng)度為10mW/cm2。氧化降解濃度為10mg/L的雙酹A廢水。外加磁力攪拌，并采用循環(huán)水冷卻體系，保持降解體系溫度在20°C。
[0057]實(shí)施例4
[0058]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0059](I)對(duì)摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃分別用丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗，去除表面油脂粉塵，晾干；
[0060](2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，并用蒸餾水沖洗，晾干，得到金紅石相二氧化鈦納米棒；
[0061](3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后用無(wú)水乙醇沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0062]其中，步驟(2)水熱溶液為鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的混合溶液，其中，鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的體積比為0.8: 23: 23。步驟(2)水熱處理的條件為:在溫度為190°C下水熱反應(yīng)9h。
[0063]步驟(3)溶劑熱溶液為異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的混合溶液，其中，異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的體積比為0.4: 0.4: 22。步驟(3)溶劑熱處理的條件為:在溫度為190°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)18h。
[0064]步驟(1)、步驟(2)或步驟(3)晾干均為在空氣條件下晾干。
[0065]步驟(3)退火熱處理的過(guò)程為:以1.50C /min升溫速率由室溫升至400°C并恒溫2h。
[0066]利用上述方法制得的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為納米陣列，具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性。
[0067]一種二氧化鈦 異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的應(yīng)用，以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極作為光陽(yáng)極，鉬片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極，采用三電極體系，在三電極體系中施加偏壓+0.4V，利用太陽(yáng)光，太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度為15mW/cm2，氧化降解濃度為15mg/L的雙酚A廢水。外加磁力攪拌，并采用循環(huán)水冷卻體系，保持降解體系溫度在20°C。
[0068]實(shí)施例5
[0069]一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0070](I)對(duì)摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃分別用丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗，去除表面油脂粉塵，晾干；
[0071](2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，并用蒸餾水沖洗，晾干，得到金紅石相二氧化鈦納米棒；
[0072](3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后用無(wú)水乙醇沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
[0073]步驟(2)水熱溶液為鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的混合溶液，其中，鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的體積比為1: 25: 25。步驟(2)水熱處理的條件為:在溫度為200°C下水熱反應(yīng)8h。
[0074]步驟(3)溶劑熱溶液為異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的混合溶液，其中，異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的體積比為0.5: 0.5: 25。步驟(3)溶劑熱處理的條件為:在溫度為200°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)12h。
[0075]步驟(1)、步驟(2)或步驟(3)晾干均為在空氣條件下晾干。
[0076]步驟(3)退火熱處理的過(guò)程為:以2°C/min升溫速率由室溫升至450°C并恒溫lh。
[0077]利用上述方法制得的二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極為納米陣列，具有高度分布的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、較高的比表面積、較大的活性晶面暴露、較強(qiáng)的太陽(yáng)光光電催化活性。
[0078]—種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的應(yīng)用，以二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極作為光陽(yáng)極，鉬片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極，采用三電極體系，在三電極體系中施加偏壓+0.6V，利用太陽(yáng)光，太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度為20mW/cm2，氧化降解濃度為20mg/L的雙酚A廢水。外加磁力攪拌，并采用循環(huán)水冷卻體系，保持降解體系溫度在20°C。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)將摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃去除表面油脂粉塵，晾干； (2)將經(jīng)步驟(1)處理的摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃加入水熱溶液中進(jìn)行水熱處理，并沖洗，晾干，得到金紅石相二氧化鈦納米棒； (3)將金紅石相二氧化鈦納米棒加入溶劑熱溶液中進(jìn)行溶劑熱處理，然后沖洗，晾干，并退火熱處理后，得到二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的水熱溶液為鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的混合溶液，其中，鈦酸四丁酯、濃鹽酸及蒸餾水的體積比為(0.5~1): (20~25): (20~25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的水熱處理的條件為：在溫度為180~200°C下水熱反應(yīng)8~10h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的溶劑熱溶液為異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的混合溶液，其中，異丙醇鈦、二乙撐三胺及異丙醇的體積比為(0.3~0.5): (0.3~0.5): (20~25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的溶劑熱處理的條件為:在溫度為180~200°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)12~24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化鈦異質(zhì)結(jié)光陽(yáng)極的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的退火熱處理的過(guò)程為:以1~2°C /min升溫速率由室溫升至350~450°C并恒溫1~3h。
【文檔編號(hào)】C03C17/23GK103922608SQ201310012822
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】趙國(guó)華, 田弘毅, 曹同成, 張亞男 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)