一种用于降解VOCs的银掺杂纳米棒复合薄膜的制备方法与流程

文档序号:14451299阅读:248来源:国知局

本发明涉及一种用于降解vocs的银掺杂纳米棒复合薄膜的制备方法,属于光催化降解技术领域。



背景技术:

vocs(volatileorganiccompounds)挥发性有机物,通常指在常温下容易挥发的有机物,危害人的身体健康以及对lcd显示行业的产品良率有一定的影响。在众多半导体光催化剂中,如tio2、zno、cds、wo3、sno2,半导体tio2因其催化活性高、稳定性好、无毒、价廉等优点而备受青睐,但是tio2存在禁带宽度大、电子-空穴复合率高的缺点,限制其应用推广。而石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶格平面薄膜,呈蜂窝状,具有比表面积大、电子迁移率高的优势,因而,在复合光催化材料方面具有很高的应用价值。

为了克服上述技术方面的困难,本发明使用了一种简单、绿色的水热方法,制备了一种银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2),减小tio2的禁带宽度、提高复合光催化剂的比表面积、降低电子-空穴对的再结合速率,进而提高光催化效率。



技术实现要素:

本发明是一种用于降解vocs的银掺杂纳米棒复合薄膜的制备方法,拟解决上述背景技术中存在的问题。即在ito衬底(1)上滴涂石墨烯薄膜(2),氮气环境干燥,转移至高温高压反应釜中,以四氯化钛和钛酸丁酯为前驱体,掺入乙酰丙酮银固体,在石墨烯薄膜(2)上生长银掺杂二氧化钛纳米棒(3),经过高温退火之后,得到银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)。

1.作为一种优选方案,以ito衬底(1)为基板,用水浴加热90℃的食人鱼溶液下浸泡30~50min,进行预处理。

2.作为一种优选方案,采用滴涂的方法制备石墨烯薄膜(2),在naoh溶液中加入氧化石墨烯粉末,制备10~15ml的0.2~0.5g/l的氧化石墨烯溶液,磁力搅拌1~2h,加入0.2~0.5ml的水合肼,80~100℃恒温搅拌5~10h,得到石墨烯溶胶(4),0.5~1μl石墨烯溶胶(4)滴涂在ito衬底(1)上,氮气环境下干燥,再滴涂0.5~1μl石墨烯溶胶(4),氮气环境干燥,得到石墨烯薄膜(2)。

3.作为一种优选方案,采用水热法制备银掺杂二氧化钛纳米棒(3),10ml盐酸分散到10ml去离子水和20ml无水乙醇混合液中,形成混合溶剂。将1ml四氯化钛和1ml钛酸丁酯混合10ml冰醋酸,按摩尔质量n(ag):n(ti)=0.3%~0.5%比例加入乙酰丙酮银固体,形成乙酰丙酮银前驱溶液。将乙酰丙酮银前驱溶液滴加到混合溶剂中,搅拌1~2h,形成均匀乙酰丙酮银溶液。将载有石墨烯薄膜(2)的ito衬底(1)倾斜45°放置反应釜中,石墨烯薄膜(2)方向朝上,将乙酰丙酮银溶液倒入反应釜中,180~200℃条件下12~24h,取出样品,380~500℃下退火30min,得到银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)。

附图说明

图1:银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)结构图

图2:银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)形成过程

具体实施方式

将ito衬底(1)在水浴加热90℃的食人鱼溶液下浸泡30min进行ito衬底(1)预处理,取出后用去离子水清洗、浸泡并超声,再用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗一遍,氮气吹干,烘干备用。在naoh溶液中加入氧化石墨烯,制备0.2g/l的氧化石墨烯溶液10ml,磁力搅拌1h,然后加入0.2ml的水合肼,80℃恒温搅拌5h,得到石墨烯溶胶(4),0.5μl石墨烯溶胶(4)滴涂在ito衬底(1)上,氮气环境下干燥,再滴涂0.5μl石墨烯溶胶(4),氮气环境下干燥,得到石墨烯薄膜(2)。20ml盐酸分散到10ml去离子水和20ml的无水乙醇混合液中,形成混合溶剂。1ml四氯化钛和1ml钛酸丁酯混合10ml的冰醋酸,按照摩尔质量n(ag):n(ti)=0.3%的比例加入乙酰丙酮银固体,形成乙酰丙酮银前驱溶液。将乙酰丙酮银前驱溶液滴加到混合溶剂中,磁力搅拌1h,形成均匀乙酰丙酮银溶液。将载有石墨烯薄膜(2)的ito衬底(1),倾斜45°放置反应釜中,石墨烯薄膜(2)方向朝上,将均匀乙酰丙酮银溶液倒入反应釜中,180℃条件下水热反应12h,取出样品,380℃下退火30min,得到银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)。



技术特征:

技术总结
本发明设计了一种用于降解VOCs的银掺杂纳米棒复合薄膜的制备方法,具体步骤如下:在ITO衬底(1)上滴涂一层石墨烯薄膜(2),然后以四氯化钛和钛酸丁酯为前驱体,以乙酰丙酮银作为掺杂银离子,在反应釜中,用盐酸和去离子水作为导向剂,在石墨烯薄膜(2)上生长银掺杂二氧化钛纳米棒(3),高温退火处理,得到银掺杂二氧化钛纳米棒(3)/石墨烯薄膜(2)。本发明操作方法简单、绿色、无污染,为制备光催化降解VOCs的复合薄膜奠定了一定基础。

技术研发人员:刘国军;史超;孙丽晶;王丽娟;李占国;陈君杰;孙铭坤
受保护的技术使用者:长春理工大学
技术研发日:2017.12.15
技术公布日:2018.05.18
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