[發明專利]超聲霧化—紫外光還原聯合制備銀納米粒子表面修飾雙面TiO₂納米管陣列材料的方法在審

申請號：	201610049192.4	申請日：	2016-01-25
公開（公告）號：	CN105506711A	公開（公告）日：	2016-04-20
發明（設計）人：	徐英操;尤宏;唐宏	申請（專利權）人：	東北農業大學
主分類號：	C25D11/26	分類號：	C25D11/26;C23C18/14;B01J23/50
代理公司：	哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109	代理人：	侯靜
地址：	150030 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	超聲霧化紫外光還原聯合制備納米粒子表面修飾雙面 tio sub 陣列材料方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及銀納米粒子表面修飾雙面TiO₂納米管陣列的制備方法。

背景技術

有關Ag摻雜二氧化鈦納米管陣列的制備方法現已有紫外光催化還原法，化學還原法，熱沉積法，脈沖激光沉積法等。紫外光還原，化學還原，熱沉積，脈沖激光沉積是將附著在納米管陣列上的銀離子還原成Ag單質而實現二氧化鈦納米管陣列的表面修飾。而銀離子的摻雜大部分使用浸漬法來實現。浸漬法與紫外光還原聯合實現Ag在二氧化鈦納米管陣列上的摻雜時，Ag的顆粒一般比較大，且在二氧化鈦納米管陣列上分布不均勻，使二氧化鈦納米管陣列的光催化活性并沒有得到有效的提高，甚至降低其光催化活性。因此 Ag于二氧化鈦納米管陣列上摻雜主要集中在尺寸、形貌和金屬粒子分散性等的控制生長上。

發明內容

本發明目的是為了解決現有方法制備的Ag摻雜二氧化鈦納米管陣列材料，存在載銀顆粒大、于納米管陣列上分布不均勻，進而無法有效提高甚至降低TiO₂納米管陣列光催化活性的問題，而提供一種超聲霧化—紫外光還原聯合制備銀納米粒子表面修飾雙面 TiO₂納米管陣列材料的方法。

超聲霧化—紫外光還原聯合制備銀納米粒子表面修飾雙面TiO₂納米管陣列材料的方法，按以下步驟進行：

一、配置電導液：按體積比(1～3):1將丙三醇和去離子水混合，然后加入氟化銨至終濃度為0.25mol/L，超聲溶解并除去氣體；

二、采用步驟一中配置的電導液，以鈦板為陽極，雙石墨板為陰極，在20～25℃下調節電流1.5～3A，直流電壓為20～25V的條件下陽極氧化反應1.5～3h，在鈦板上制得雙面 TiO₂薄膜，經洗凈、干燥后在400～500℃下高溫煅燒3～5h，獲得銳鈦礦相的雙面TiO₂納米管陣列，然后裝入石英管里；

三、按體積比1:(3～5)將無水乙醇和去離子水混合，然后加入硝酸銀至終濃度為 2.0g/L，倒入超聲霧化儀中形成含Ag⁺的霧狀小液滴，再通過硅膠導管引到步驟二中所述的石英管里，同時在氮氣氛下，使用雙11W紫外燈照射25～35min，即完成超聲霧化—紫外光還原聯合制備銀納米粒子表面修飾雙面TiO₂納米管陣列材料。

本發明制備的雙面TiO₂納米管陣列，通過改變陽極氧化電壓，氧化時間和電解液濃度，制得排列整齊，管徑均勻的雙面TiO₂納米管陣列，為后續過程的均勻載銀提供了先決條件。

本發明采用超聲霧化法載銀，硝酸銀溶液在超聲霧化儀的作用下被激發成含Ag⁺的小液滴被附著在制得的雙面TiO₂納米管的表面，在紫外光照射下，TiO₂半導體價帶(VB)中的電子被激發到導帶(CB)上，形成光生空穴(h⁺)和光生電子(e^-)，光生電子與TiO₂表面接觸的Ag⁺結合，發生還原反應得到單質Ag，光生空穴與水和氧氣結合反應生成雙氧水，雙氧水在紫外光線輻射下發生均裂而生成羥基自由基，羥基自由基與霧狀液滴中的乙醇發生氧化反應最終生成二氧化碳和水，而在這個過程中大部分的乙醇和水在紫外光照射下通過蒸發過程由液態變成了氣態。這種霧化法通過含Ag⁺的霧狀小液滴在TiO₂納米管上的附著而實現Ag納米粒子以較小尺寸完成雙面TiO₂納米管陣列的表面修飾。且Ag納米粒子在雙面TiO₂納米管陣列上分布均勻，明顯優于浸漬法中載銀銀粒子較大且分布不均勻的情況，從而避免紫外光還原過程中Ag粒子的不均勻團聚而影響TiO₂納米管陣列的光催化活性。