ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在200～300℃条件下煅烧1～5h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜。本发明专利技术的ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜可广泛应用于染料敏化太阳能电池等技术领域，能够显著提高光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法
本专利技术涉及半导体光催化剂
，特别是涉及一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，水污染情况越发严重，光催化技术是近年来发展起来的废水处理技术。光催化剂是光照射下引起催化反应的物质，通过光催化反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基和超级氧离子，来降解分解有机污染物质。二氧化钛(TiO2)是一种最广泛和深入的半导体光催化剂，广泛用于光催化领域。但TiO2带隙较宽，只能在波长小于378nm的紫外区显示光化学活性，同时其光电子和空穴容易发生复合，从而降低光催化效率。TiO2纳米材料如纳米线、纳米管，比普通纳米颗粒有更高的表面积和体积比，可以提供相对较高的活性位点密度，有利于表面反应发生和敏化剂负载，而一维特性又使其在光生载流子分离和传递器件应用中拥有更快速的电荷载流子传输速率。也正因为这些优势，纳米TiO2的合成获得了持续不断的关注与突破，这也直接推动了TiO2材料的广泛应用。由TiO2纳米颗粒制备的复合薄膜可广泛应用于染料敏化太阳能电池等
，但其光电转换效率普遍较低。因此，针对上述问题，有必要提出一种ZnO纳米棒//TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，所述制备方法包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在200～300℃条件下煅烧1～5h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1的混合溶液中TiCl4与乙醇的摩尔之比为1：50～1:100。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2中煅烧温度为250℃，煅烧时间为4h。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中低温水热反应采用的溶液为Zn(NO3)2水溶液，反应温度为70～90℃，反应时间为15～25h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜，既可以保留TiO2纳米颗粒比表面积大和电子注入效率高的优点，又可以弥补TiO2纳米颗粒三维网状结构电子扩散传输速率慢的缺点，可广泛应用于染料敏化太阳能电池等
，能够显著提高光电转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参图1所示，本专利技术中一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在200～300℃条件下煅烧1～5h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜。具体地，在本专利技术一优选实施例中，一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，其中，TiCl4与乙醇的摩尔之比为1：50～1:100，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在250℃条件下煅烧4h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，低温水热反应采用的溶液为Zn(NO3)2水溶液，反应温度为70～90℃，反应时间为15～25h，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜。由以上技术方案可以看出，本专利技术的ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜，既可以保留TiO2纳米颗粒比表面积大和电子注入效率高的优点，又可以弥补TiO2纳米颗粒三维网状结构电子扩散传输速率慢的缺点，可广泛应用于染料敏化太阳能电池等
，能够显著提高光电转换效率。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在200～300℃条件下煅烧1～5h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种ZnO纳米棒/TiO2纳米颗粒复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将氨水溶液加入TiCl4与乙醇的混合溶液中，并在磁场作用下搅拌，得到前驱体；S2、将前驱体通过离心分离后，利用超声进行清洗，并进行烘干；S3、在200～300℃条件下煅烧1～5h，得到TiO2纳米颗粒；S4、通过低温水热反应，在TiO2纳米颗粒薄膜的孔隙中生长ZnO纳米棒，获得ZnO纳米棒/TiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈品良，常玲，
申请(专利权)人：江苏今道投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32