[發明專利]光電光熱轉換與傳遞的可見光催化光纖及制作方法

有效

• 申請號: 201710827056.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107597164B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 鐘年丙;趙明富;鐘登杰;徐云蘭;湯斌;賀媛媛;張天衡;常海星
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/06;C02F1/30;G02B6/02;C02F101/30
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種光電光熱轉換與傳遞的可見光催化光纖，包括光纖纖芯和包裹光纖纖芯的光纖包層；其特征在于：該可見光催化光纖的中段設置為雙錐形光纖，該雙錐形光纖兩端的直徑大于雙錐形光纖中部的直徑；在雙錐形光纖的外表面設置有Nd₂O₃透明介質薄膜； Nd₂O₃透明介質薄膜的外表面設置有Ag–SiO₂復合介質薄膜；Ag–SiO₂復合介質薄膜的外表面設置有SiO₂膜，SiO₂膜的外表面設置有SiO₂/N摻雜TiO₂膜。

2.一種光電光熱轉換與傳遞的可見光催化光纖的制作方法，其特征在于：包括如下步驟：

A、選取石英光纖為基材；將石英光纖中段的光纖保護層去除，并用酒精擦洗干凈；再將石英光纖中段拉制成雙錐形光纖，使該雙錐形光纖兩端的直徑大于雙錐形光纖中部的直徑；

B、Nd₂O₃透明介質薄膜的制作

B1、在真空環境下, 通過蒸發沉積方法在雙錐形光纖表面上沉積稀土Nd薄膜；

B2、對沉積的稀土Nd薄膜進行加熱氧化，稀土Nd薄膜完全氧化后成為Nd₂O₃ 透明介質薄膜；

C、Ag–SiO₂復合介質薄膜的制作

C1、無氰鍍銀液的制備：將溴化銀、硫代硫酸銨、醋酸銨、無水亞硫酸鈉、硫代氨基脲、陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑以及苯亞磺酸鈉在超聲波攪拌下溶于去離子水中，并采用氨水或者醋酸將混合溶液的pH值調節至5～6，取其上清液，該上清液即為無氰鍍銀液；

C2、納米SiO₂分散液的制備：將去離子水加入到納米SiO₂粒子中，再加入陽離子表面活性劑進行攪拌，得到納米SiO₂分散液；

C3、含Ag離子和納米SiO₂粒子混合鍍液的制備：將制備好的納米SiO₂分散液加入到無氰鍍銀液中，然后向已加入納米 SiO₂分散液的無氰鍍銀液中加入陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑；再將混合溶液的pH值調整至5～6，并在超聲波條件下繼續超聲分散，得到含Ag離子和納米SiO₂粒子的Ag- SiO₂混合鍍液；

C4、Ag- SiO₂復合介質薄膜的制備方法：采用電沉積方法，將步驟C3得到的Ag- SiO₂混合鍍液，沉積在雙錐形光纖Nd₂O₃透明介質薄膜的表面；

D、SiO₂膜的制作

D1、將表面活性劑、聚乙二醇和納米SiO₂粒子加入到蒸餾水中，攪拌后得到穩定的SiO₂分散液；

D2、采用鍍膜提拉方法，將步驟D1得到的SiO₂分散液沉積在雙錐形光纖Ag- SiO₂膜表面；

E、SiO₂/N摻雜TiO₂膜的制作

E1、將氨水滴加到鈦酸異丙酯中，攪拌后將生成的沉淀用蒸餾水清洗干凈，再將沉淀中的蒸餾水蒸發；

E2、將步驟 E1中獲得的沉淀在干燥箱中加熱至380℃以上，然后煅燒，退火后得到N摻雜TiO₂可見光光催化材料；

E3、 SiO₂/N摻雜TiO₂溶膠的制備：首先將SiO₂粉末和步驟E2得到的N摻雜TiO₂粉末一起放入研磨缽中，再依次將去離子水和乙酰丙酮加入研磨缽中后研磨混合物；然后將研磨后的混合物轉移至硝酸溶液中，并向該混合溶液中加入表面活性劑，連續攪拌后，再避光存放，即得到穩定的溶膠；

E4、SiO₂/N摻雜TiO₂膜的制備：采用提拉方法，將步驟E3制備好的SiO₂/N摻雜TiO₂溶膠涂覆在雙錐形光纖SiO₂膜的表面。