[發明專利]光催化結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201910075219.0
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN111482149A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王營城;金元浩;肖小陽;張天夫;李群慶;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01J19/08;B01J8/00;C02F1/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光催化結構，其包括一基板、一光催化活性層以及一金屬層；所述基板、所述光催化活性層和所述金屬層依次層疊設置；其特征在于，所述基板包括一基底以及多個設置于該基底表面的圖案化的凸起，所述圖案化的凸起包括多個凸條交叉設置形成網狀結構，從而定義多個孔洞；所述光催化活性層設置于所述圖案化凸起的表面；所述金屬層包括多個金屬納米級顆粒，所述納米顆粒分散于于所述光催化活性層遠離所述基板的表面。

2.如權利要求1所述的光催化結構，其特征在于，所述基板的材料為硅、二氧化硅、氮化硅、石英、玻璃、氮化鎵、砷化鎵、藍寶石、氧化鋁、氧化鎂、鐵、銅、鈦、鋁、鋅、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的光催化結構，其特征在于，所述多個凸條包括多個沿著第一方向延伸的第一凸條和沿著第二方向延伸的第二凸條，且所述第一方向和第二方向的夾角大于等于30度小于等于90度。

4.如權利要求2所述的光催化結構，其特征在于，所述凸條的寬度為20納米～150納米，高度為50納米～2000納米，且相鄰的兩個平行凸條之間的間距為50納米～500納米。

5.如權利要求3所述的光催化結構，其特征在于，所述凸條的寬度為50納米～100納米，高度為300納米～1000納米，且相鄰的兩個平行凸條之間的間距為50納米～100納米。

6.如權利要求1所述的光催化結構，其特征在于，所述金屬層的材料為金、銀、鉑、銅、鐵以及鋁中的一種或多種。

7.如權利要求1所述的光催化結構，其特征在于，進一步包括一碳納米管復合結構設置于所述圖案化的凸起的頂面和該金屬層之間，且所述碳納米管復合結構與所述圖案化的凸起的圖案相同。

8.如權利要求8所述的光催化結構，其特征在于，所述碳納米管復合結構包括一碳納米管結構以及一包覆于該碳納米管結構表面的保護層，且該碳納米管結構包括多個交叉設置的碳納米管。

9.一種光催化結構的制備方法，包括以下步驟，

提供一基板；

提供一具有多個微孔的碳納米管復合結構，該碳納米管復合結構包括一碳納米管結構以及一包覆于該碳納米管結構表面的保護層，且該碳納米管結構包括多個交叉設置的碳納米管；

將所述碳納米管復合結構設置于所述基板的一表面，從而使得所述基板的表面部分暴露；

以該碳納米管復合結構為掩模干法刻蝕所述基板，從而得到一具有圖案化的凸起的基板，且該圖案化的凸起包括多個交叉設置的凸條；

在所述圖案化的凸起的表面沉積一光催化活性層；

在所述光催化活性層遠離所述基板的表面沉積一金屬預制層；

對上述金屬預制層進行退火處理。

10.如權利要求9所述的光催化結構的制備方法，其特征在于，在得到具有圖案化的凸起的基板之后，且在所述圖案化的凸起的表面沉積光催化活性層之前進一步包括去除所述碳納米管復合結構的步驟。