一种金属氧化物修饰TiO₂纳米管阵列电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种金属氧化物修饰TiO2纳米管电极的制备方法，包括以下步骤：(1)以纯钛片为基板，在含氟电解液中，采用阳极氧化法制得高度有序的TiO2纳米管阵列；(2)将上述TiO2纳米管阵列放入到对应金属盐溶液中超声，利用阴极电沉积制备金属沉积TiO2纳米管电极；(3)以上述表面沉积金属粒子的TiO2纳米管电极为阳极，利用碱溶液阳极氧化制备金属氧化物/TiO2纳米管电极。本发明还公开了由上述制备方法制得的金属氧化物修饰TiO2纳米管电极，该金属氧化物/TiO2纳米阵列电极在太阳光照射下，表现出良好的光电催化活性和可见光响应特性，可用于光电催化降解环境污染物、光电催化合成和光解水产氢领域。

主权项

一种金属氧化物修饰TiO2纳米管电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)阳极氧化法制备TiO2纳米管：将纯钛板打磨至表面平整，依次用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗；采用恒电位法，以钛板为阳极，铜片或不锈钢为阴极，在含可溶性氟化盐和可溶性硫酸盐的水溶液中或含可溶性氟化盐的乙二醇溶液中，恒压下进行阳极氧化；将制得的样品冲洗、风干，在空气氛下恒速升温到400℃～500℃后恒温退火处理、冷却，制得TiO2纳米管阵列电极；(2)阴极电沉积法制备金属沉积TiO2纳米管电极：将TiO2纳米管阵列电极浸渍在含有对应金属Rn+离子的金属R盐溶液中超声；然后将TiO2纳米管阵列电极转移到可溶性硫酸盐的水溶液中，以TiO2纳米管阵列电极作为阴极，铂片为阳极，保持电压恒定，金属R电沉积到TiO2微孔中，经过多次重复的超声和沉积过程后风干，得到所需沉积量的R/TiO2电极；所述的金属R为Cr、Fe、Co、Cu、Ni或Zn；(3)碱溶液阳极氧化制备金属氧化物/TiO2纳米管电极：以上述R/TiO2电极为阳极，以Pt片、铜片或不锈钢电极为阴极，在恒定电压、碱性电解质条件下，室温下阳极氧化，电沉积材料R/TiO2转变成相应的RO/TiO2电极。