[發(fā)明專利]一種在酸性條件下快速制備Au-TiO2 在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010951606.9 | 申請日： | 2020-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN112091232A | 公開（公告）日： | 2020-12-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 魯穎煒;楊浩;鄧小波 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | B22F9/24 | 分類號： | B22F9/24;B22F1/00;B22F1/02;C01G23/047;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 合肥市道爾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34169 | 代理人： | 司賀華 |
| 地址： | 230000 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 酸性 條件下 快速 制備 au tio base sub | ||
本發(fā)明公開了一種在酸性條件下快速制備Au?TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述的方法首先通過添加鹽酸將TiO2水溶液調(diào)節(jié)至酸性，然后以硼氫化鈉為還原劑，PVP為保護劑制備出能在酸性條件下穩(wěn)定存在的納米金顆粒，最后將納米金溶液緩慢滴加到酸性的TiO2溶液中，急速攪拌并經(jīng)過離心洗滌烘干即可制得Au?TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的制備方法操作簡單，反應(yīng)速度快，在制備出的Au?TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)中，納米金顆粒在TiO2表面均勻分布。此外，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還具有覆蓋紫外和可見光區(qū)的寬譜吸收性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種在酸性條件下快速制備Au-TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)
TiO2因其良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性、高催化效率和低成本等優(yōu)點在太陽能電池、光催化以等光電、光伏、光化學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，TiO2自身寬帶隙半導(dǎo)體的特性使其只能吸收太陽光譜中的紫外光。同時，其較高的電子-空穴復(fù)合率使其光生載流子難以被高效分離。這兩點限制了TiO2在光催化和光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中的大規(guī)模應(yīng)用。
將貴金屬納米顆粒(Au、Ag等)負載到TiO2表面，不但可以使TiO2的吸收范圍拓展到可見光區(qū)，而且能夠降低TiO2的電子-空穴復(fù)合率，從而有利于拓展其應(yīng)用范圍。目前，將貴金屬納米顆粒負載沉積到TiO2表面的主流方法是沉積-沉淀法。該法的特點是將制備溶液調(diào)節(jié)至堿性，則氯金酸水溶液選擇性的以Au(OH)3的形式沉積在TiO2表面，再經(jīng)過后續(xù)熱處理即可得到復(fù)合材料。但該法實驗步驟繁瑣、重復(fù)性較差，并且在后續(xù)的熱處理過程中，納米金的團聚相當嚴重，導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)的光吸收性能大大降低。而在酸性環(huán)境中，金納米顆粒極易團聚，同樣將導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)性能的下降。因此，在酸性條件下制備Au-TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法鮮有報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種在酸性條件下快速制備Au-TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種在酸性條件下快速制備Au-TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，具體步驟如下：
(1)稱量TiO2并將其分散在去離子水中，然后加入鹽酸，磁力攪拌均勻，備用；
(2)量取氯金酸溶液并加去離子水稀釋，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勻后，迅速注入硼氫化鈉溶液，繼續(xù)攪拌8-15min得到納米金溶液，備用；
(3)量取步驟(2)納米金溶液，將其緩慢滴加到步驟(1)制備的酸性溶液中，急速攪拌8-15min后將產(chǎn)物離心洗滌2-4次，最后在55-65℃下烘干。
優(yōu)選地，步驟(1)中，所述的鹽酸的摩爾濃度為11.97-47.88mmol/L。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的氯金酸的濃度為10mg/mL，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為0.5-2mg/mL，所述的硼氫化鈉的濃度為0.22-0.56mg/mL。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的納米金溶液與步驟(1)制備的酸性溶液的體積比為0.111-0.667。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的納米金溶液的滴加速度為1-2滴/秒。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的攪拌速度為1500-2600r/min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
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