[發明專利]一種氧化鋅氧化鈦復合納米管陣列的制備方法

在審

• 申請號: 201811497114.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109621937A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 尹荔松;藍鍵;馬思琪;涂馳周;楊碩
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B01J23/06
• 分類號: B01J23/06;B01J37/34
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種氧化鋅氧化鈦復合納米管陣列的制備方法，該氧化鋅氧化鈦復合納米管陣列的制備方法采用陽極氧化法在電解液體系中對純Ti片進行陽極氧化，制備了原位生長的TiO₂納米管，并通過在其表面自組裝ZnO溶膠制備了TiO₂/ZnO復合納米管，可以實現TiO₂納米管的可控生長，將TiO₂納米管的激發波長擴展到可見光的范圍內。有助于改善TiO₂的光吸收，提高穩態光降解量子效率及光催化效能。大大擴寬了TiO₂的光譜響應范圍，而且有效地減少了光生電子?空穴的復合概率，提高了光催化劑的量子效率。還通過改變粒子大小，可以很容易地調節半導體的帶隙和光譜吸收范圍。

技術領域

本發明涉及復合納米管陣列制備工藝的技術領域，尤其涉及一種 氧化鋅氧化鈦復合納米管陣列的制備方法。

背景技術

自從發現納米半導體光催化技術可以用來氧化分解污染物以來， 半導體光催化理論與技術就得到國內外高度而廣泛的重視。目前已經 證實，半導體光催化可以用來進行有機廢水的降解、重金屬離子的還 原、空氣凈化、殺菌、防霧等。隨著研究的深入，人們還會不斷發現 半導體光催化的新功能和用途。

在眾多的半導體光催化劑中，銳鈦礦TiO₂以其優異的性能(高活 性，低成本，穩定性好)成為半導體光催化劑的代表。TiO₂的光催化 性能在光能化學轉換、光催化降解有機物、光化學合成、界面的光誘 導親水、自清潔材料合成等方面具有良好的效果。該TiO₂能夠降解水 體和空氣中的絕大多數有機污染物，最終產物為H₂O、CO₂和無害鹽類， 產物清潔，是一種極具前途的有機污染物深度凈化光催化劑。但是， 現有方法制備TiO₂光催化劑容易造成催化劑的失活，較慢的反應速 率，較低的光量子效率，難以預見的反應機制等因素制約著TiO₂光催 化技術的工業化應用。

而半導體復合是提高TiO₂光催化劑性能的一種有效方法，但是現 有的復合方式容易致使載流子復合的幾率增大，會使光催化活性顯著 降低；且易發生集聚而造成團聚，如表面富集甚至形成新相，使半導 體材料的有效表面積減小，造成活性降低。另外，還存在成本昂貴、 有害成分殘留、不易回收，合成工藝復雜等缺點。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術的缺點，提供一種氧化鋅 氧化鈦復合納米管陣列的制備方法，該氧化鋅氧化鈦復合納米管陣列 的制備方法采用陽極氧化法在電解液體系中對純Ti片進行陽極氧 化，制備了原位生長的TiO₂納米管，并通過在其表面自組裝ZnO溶膠 制備了TiO₂/ZnO復合納米管，可以實現TiO₂納米管的可控生長，將 TiO₂納米管的激發波長擴展到可見光的范圍內。有助于改善TiO₂的光 吸收，提高穩態光降解量子效率及光催化效能。大大擴寬了TiO₂的光 譜響應范圍，而且有效地減少了光生電子-空穴的復合概率，提高了 光催化劑的量子效率。還通過改變粒子大小，可以很容易地調節半導 體的帶隙和光譜吸收范圍；半導體微粒的光吸收為帶邊型，有利于太 陽光的有效采集；通過粒子的表面改性可增加其光穩定性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種氧化鋅氧化鈦 復合納米管陣列的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鈦片用耐水砂紙打磨，再把鈦片放入丙酮溶液中，超聲清洗 15min，去除掉鈦片表面的油性污物；

(2)取出鈦片后立即用去離子水沖洗干凈，再用去離子水超聲清洗 15min，去除掉鈦片表面附著的丙酮殘留物；然后在氫氟酸、濃硝酸、 水組成混合溶液中化學拋光30s，去除氧化物，氫氟酸、濃硝酸、水 的體積比為1：4：5；鈦片取出后立即用去離子水清洗，然后在空氣 中干燥備用；