[實用新型]一種納米管薄膜光電極

有效

• 申請號: 201220324535.0
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202683225U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 陳秀琴
• 申請（專利權）人: 浙江建設職業技術學院
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J35/02;B01J37/34;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 魯秦

技術領域

本實用新型涉及半導體光電催化技術領域，尤其是一種納米管薄膜光電極。

背景技術

近年來，半導體納米材料光催化的研究得到了廣泛的關注。尤其在環境污染控制領域，由于納米二氧化鈦對諸多環境污染物有顯著的光催化降解作用，光催化己發展成為新型的環境污染治理技術。而作為光催化技術的核心，二氧化鈦具有催化活性高、性質穩定耐腐蝕和無毒等優點。但在應用中也存在著一些問題，比如其只能吸收波長小于387納米的光，無法利用占太陽光主要能量的可見光部分，光電轉化效率不高，以及催化劑使用中的固定化問題。如何在催化劑固定化的同時，盡可能的提高其光催化活性，以及將其光響應拓展到可見光范圍以期更加充分的利用太陽能，一直是光電催化領域的重要研究內容。

發明內容

本實用新型要解決上述現有技術的缺點，提供一種具有高可見光響應的納米管薄膜光電極。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案：這種納米管薄膜光電極，包括鈦片基底，鈦片基底上設有原位生長的釹、氟摻雜二氧化鈦納米管薄膜層。

作為優選，所述納米管管長為323-1000納米，管徑為35-175納米。

實用新型有益的效果是：一、采用陽極氧化法制備非金屬氟、稀土釹共摻雜二氧化鈦納米管薄膜，工藝簡單，成本低，易于控制；二、納米管的結構具有較高的活性比表面積，能夠有效的提高光電轉化效率；三、非金屬氟、稀土釹共摻雜的樣品具有很高的可見光活性；四、可用于太陽能利用、光電轉化以及環境領域的有機污染物的降解。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

附圖標記說明：納米管薄膜層1，鈦片基底2。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

實施例：如圖1，一種納米管薄膜光電極，包括鈦片基底2，鈦片基底2上設有原位生長的釹、氟摻雜二氧化鈦納米管薄膜層，釹、氟摻雜濃度為原子百分比0.16at.%-4.33at.%。其中，納米管管長為323-1000納米，管徑為35-175納米。

該電極的制備方法包括以下步驟：1）將純鈦片磨拋至表面無劃痕，用丙酮和去離子水超聲清洗，干燥；2）將0.025M?Nd(NO₃)₃+0.2wt%HF與水配制成電解液，調節pH值為2.5-4.5，以鈦片為陽極，鎳板作陰極，在5-25V穩壓直流電源下，攪拌氧化30-120分鐘，取出用去離子水沖洗，氮氣氛圍干燥，得到無定型二氧化鈦納米管。該制備方法中，通過改變陽極氧化的電壓和電解液的pH值可以控制納米管的管徑；通過改變氧化時間可以控制納米管的管長；改變電解液濃度可以得到不同的釹、氟摻雜濃度。

二氧化鈦納米管具有較高的活性比表面積，從而具有較高的光催化活性；而非金屬釹、氟的摻雜，無論在理論計算還是實驗研究中都表現出更好的可見光響應以及更高的光生載流子的分離效率。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。