一种金红石型二氧化钛纳米线薄膜及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及一种金红石型二氧化钛纳米线薄膜及其制备方法和用途，该薄膜在导电玻璃基底上直接生长金红石相二氧化钛纳米线阵列，阵列顶端表面或均匀分布着二氧化钛纳米线簇。通过原位水热法，以含硫酸根的钛盐为前驱体，调整各种反应物的比例及反应时间、温度等因素，最终制得该薄膜。本发明还提供了上述薄膜的用途，可作为阳极材料组装太阳能电池，或作为光催化剂进行光解水或有机物的降解处理。本发明方法简单，可控性强，解决了含硫酸根的钛盐难以制备金红石相以及在导电基底上原位生长二氧化钛纳米线阵列的问题，并且可通过煅烧的方法保证样品结晶度不变的同时，实现纳米线直径和长度的变化。

主权项

一种金红石型二氧化钛纳米线薄膜的制备方法，其特征在于按照如下步骤操作：（1）取去离子水、浓盐酸、表面活性剂水溶液共20mL混合，搅拌5分钟后加入钛源溶液并继续搅拌，得混合溶液；其中浓盐酸与去离子水的体积比为0:1‑10:1，所述浓盐酸的浓度为36%‑38%；表面活性剂为阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵或阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠或非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚，表面活性剂水溶液的浓度为1g/L，加入体积为0‑5mL；钛源水溶液为硫酸氧钛或硫酸钛中的一种或两种的混合，浓度为2.88mol/L，加入体积为0‑2mL；（2）在高压反应釜中放入掺氟氧化锡导电玻璃，导电面向上或向下倾斜靠在反应釜的内壁；（3）将步骤（1）所得混合溶液全部转移至高压反应釜；（4）将高压反应釜放入恒温干燥箱中进行水热反应，水热反应温度为120℃‑180℃，保温时间为2‑8小时；（5）反应完成后取出高压反应釜，冷却降至室温；（6）打开反应釜，取出掺氟氧化锡导电玻璃，用去离子水反复冲洗，直至导电玻璃两面均无粉末脱落，置于空气中自然晾干，得到金红石型二氧化钛纳米线薄膜。