[發(fā)明專利]一種具有能量存儲功能光催化薄膜的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210185263.5 | 申請日： | 2012-06-07 |
| 公開（公告）號： | CN102677124A | 公開（公告）日： | 2012-09-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙建玲;王西新;徐幸如;劉德臣;范巧溫 | 申請（專利權(quán)）人： | 河北工業(yè)大學 |
| 主分類號： | C25D11/26 | 分類號： | C25D11/26;B01J21/06;B01J23/75;B01J35/02;B01J37/00 |
| 代理公司： | 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210 | 代理人： | 趙鳳英 |
| 地址： | 300401 天*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 能量 存儲 功能 光催化 薄膜 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，特別涉及一種具有能量存儲功能光催化薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
光催化劑是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應(yīng)的物質(zhì)，在降解污染物、空氣凈化、自清潔、抗菌、除臭等方面有著廣泛應(yīng)用。
光催化劑的催化作用需要在光的激發(fā)下才能實現(xiàn)，為了提高光催化劑的效能，延長其作用時間，人們開發(fā)出具有能量存儲功能的光催化材料。這種儲能光催化劑不僅在光照條件下具有催化作用，而且對光照所產(chǎn)生的光電子（還原能）具有存儲功能，光照停止后，存儲的光電子使光催化劑在無光條件下仍具有催化作用。
具有能量存儲功能光催化薄膜的制備方法已有報道?！禡aterials?and?Corrosion》（2010,61（4），P324-327）報道一種儲能光催化薄膜的制備方法，以鈦酸四丁酯為原料，采用溶膠凝膠法制備TiO2溶膠；將SnCl2·2H2O加入乙醇中攪拌、回流、陳化制備SnO2溶膠；將經(jīng)過處理的不銹鋼片先用SnO2溶膠浸涂，烘干、煅燒制備SnO2涂層，然后用TiO2溶膠浸涂，烘干、煅燒即制得薄膜。《無機材料學報》（2009，24（3），P448-452）報道一種儲能光催化薄膜的制備方法，先用離子交換法制備鎢酸溶液，然后將TiO2粉體按比例加入鎢酸溶液中，攪拌均勻，烘干、研磨、煅燒制得TiO2-WO3復(fù)合粉體。將TiO2-WO3復(fù)合粉體置于無水乙醇中研磨至漿狀,通過印刷法涂覆于ITO玻片表面,373K烘干即得薄膜。《Electrochimica?Acta》（2004,49，P2025-2029）報道一種儲能光催化薄膜的制備方法，將含有MoO3納米顆粒的雙(乙?；峄?鈦氧化物乙醇溶液旋涂到ITO玻片表面，煅燒即制得薄膜。這些報道都是將溶膠或粉體的分散液涂布在導(dǎo)電基底上制備薄膜，方法相對單一，而且這種工藝制備的薄膜在干燥時易發(fā)生脫皮和開裂，強度較低。
目前，薄膜材料的研究正在向新工藝、多種類、高性能等方面發(fā)展，新型薄膜材料的應(yīng)用范圍在不斷擴大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有能量存儲功能光催化薄膜的制備方法，以解決現(xiàn)有方法相對單一、所制備薄膜易發(fā)生脫皮、開裂和強度較低等缺點。
本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種具有能量存儲功能光催化薄膜的制備方法，包括以下步驟：
將去離子水和乙二醇按質(zhì)量比1:4混合，用該混合溶劑配制濃度為0.25%的氟化銨溶液，把氟化銨溶液加入反應(yīng)容器中，鈦片作陽極，鉑片作陰極，陽極與陰極間距離為2cm，在溫度40℃、電壓40V條件下陽極氧化4小時，在鈦片表面形成二氧化鈦納米管陣列薄膜；反應(yīng)結(jié)束后，將樣品放入丙酮中超聲清洗，烘干，在氮氣保護下460℃退火4小時；
將退火后的樣品作陰極，鉑片作陽極，陰極與陽極間距離為2cm，在含0.04-0.1%界面活性劑的5mmol/L鈷鹽水溶液中，在5mA電流下室溫直流沉積30秒，依次用去離子水、乙醇洗滌樣品，烘干，即得具有能量存儲功能光催化薄膜。
所述的濃度百分比均為質(zhì)量百分比。
所述界面活性劑為異丙醇胺或乙醇胺。
所述鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明的突出特點是，先采用陽極氧化法制備二氧化鈦納米管陣列薄膜，然后在含0.04-0.1%界面活性劑的5mmol/L鈷鹽水溶液中，向納米管陣列薄膜中直流電沉積適量的鈷。所用界面活性劑為異丙醇胺和乙醇胺中的一種，所用鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷中的一種。異丙醇胺和乙醇胺能夠降低鈷鹽溶液與二氧化鈦之間的界面張力，改善鈷鹽溶液在二氧化鈦表面的浸潤性能，提高沉積鈷與二氧化鈦的結(jié)合強度。另外，異丙醇胺和乙醇胺與二價鈷離子之間具有一定絡(luò)合作用，這有利于鈷的穩(wěn)定沉積以及鈷在二氧化鈦表面的均勻分布。
（2）本發(fā)明的顯著特點是，所制備薄膜是鈦的原位氧化轉(zhuǎn)變而形成的，薄膜與鈦基底的結(jié)合強度較高；該方法可調(diào)性大、可控性強，通過改變電解液組成、陽極氧化電壓和反應(yīng)時間等條件能夠制備不同管徑、不同厚度的薄膜。
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