[發明專利]整體式基材上的金屬氧化物納米棒陣列

在審

• 申請號: 201280058264.1
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN104080728A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 高普獻;郭彥炳;張仲華;任正
• 申請（專利權）人: 康涅狄格大學
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B82B3/00;C01G23/047
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;龔澤亮

1.一種金屬氧化物納米棒陣列結構體，所述金屬氧化物納米棒陣列結構體包括：

具有表面和多通道的整體式基材；

與所述基材的表面結合的界面層；和

經由所述界面層與所述基材表面連接的金屬氧化物納米棒陣列。

2.如權利要求1所述的納米棒陣列結構體，其中，所述金屬氧化物納米棒陣列相對于所述基材的表面垂直排列。

3.如權利要求2所述的納米棒陣列結構體，其中，所述金屬氧化物是二氧化鈦(TiO₂)。

4.如權利要求3所述的納米棒陣列結構體，其中，所述二氧化鈦是板鈦礦二氧化鈦。

5.如權利要求1所述的納米棒陣列結構體，其中，所述基材包括以下基材中的至少一種：玻璃基材、塑料基材、硅基材、陶瓷整體材料和不銹鋼整體材料。

6.如權利要求4所述的納米棒陣列結構體，其中，所述基材是陶瓷整體材料。

7.如權利要求6所述的納米棒陣列結構體，其中，所述陶瓷包括以下材料中的一種：堇青石、氧化鋁、氧化錫和二氧化鈦。

8.如權利要求1所述的納米棒陣列結構體，其中，所述金屬氧化物包括以下氧化物中的一種：氧化鈰(CeO₂)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鈷(Co₃O₄)和氧化鎵(Ga₂O₃)。

9.如前述權利要求中任一項所述的納米棒陣列結構體，所述納米棒陣列結構體還包含在各金屬氧化物納米棒上的鈣鈦礦ABO₃(A＝La、Ba、Sr和/或Pb，B＝Co、Cr、Fe、Mn或Ni)殼。

10.如權利要求9所述的納米棒陣列結構體，其中，所述鈣鈦礦是基于鑭的過渡金屬氧化物LaMO₃(M＝Co、Cr、Fe、Mn和Ni)。

11.如權利要求10所述的納米棒陣列結構體，其中，所述基于鑭的過渡金屬氧化物是鈷酸鑭鍶。

12.如權利要求10所述的納米棒陣列結構體，其中，所述基于鑭的過渡金屬氧化物是錳酸鑭鍶。

13.如權利要求1所述的納米棒陣列結構體，所述納米棒陣列結構體還包含在各金屬氧化物納米棒上的金屬氧化物殼。

14.如權利要求13所述的納米棒陣列結構體，其中，所述殼包含以下金屬氧化物中的一種：氧化鈰(CeO₂)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鈷(Co₃O₄)和氧化鎵(Ga₂O₃)。

15.如前述權利要求中任一項所述的納米棒陣列結構體，所述納米棒陣列結構體還包含在各金屬氧化物納米棒上的堿性氧化物殼。

16.如權利要求15所述的納米棒陣列結構體，其中，所述堿性氧化物包括以下氧化物中的至少一種：氧化鋇和氧化鉀。

17.如前述權利要求中任一項所述的納米棒陣列結構體，所述納米棒陣列結構體還包含在各金屬氧化物納米棒上的金屬顆粒涂層，所述金屬包含以下金屬中的至少一種：鉑、金、鈀、銠和釕。

18.一種二氧化鈦納米棒陣列結構體，其通過以下方法制造：

將三氯化鈦水溶液與飽和氯化鈉混合形成前體溶液；

將具有表面和多通道的整體式基材浸入所述前體溶液；和

在相對于環境升高的壓力和溫度將所述基材和所述前體溶液加熱足以形成板鈦礦二氧化鈦納米棒陣列的時間，所述板鈦礦二氧化鈦納米棒陣列經由界面層與所述基材表面連接并且相對于所述基材表面垂直排列。

19.如權利要求18所述的納米棒陣列結構體，其中，所述三氯化鈦溶液的濃度為約0.001M～約1.0M。