The invention discloses a TNT/CdS/TiO2/Pt core-shell structure nanotube and a preparation method thereof. The order of the nanotubes from inside to outside is TNT/CdS quantum dots/titanium dioxide shell/metal Pt. The titanate nanotube carrier (TNT) is prepared by hydrothermal method and CdS quantum dots are prepared by thermal injection method. After loading CdS quantum dots, the core-shell structure nanotubes of TNT/CdS/TiO2/Pt are prepared by atomic layer deposition technology. The core-shell structure composite material prepared by the invention has regular structure, orderly electron transfer path, good stability, excellent photocatalytic activity, and good application in lithium ion batteries, supercapacitors, gas sensing and photocatalysis.
【技术实现步骤摘要】
一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管及其制备方法
本专利技术涉及一种核壳结构纳米管及其制备方法,尤其涉及一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管及其制备方法。
技术介绍
近年来,人类社会所面临着能源短缺和环境污染两大主要问题。人类社会自从了进入工业化的阶段后,工业污染的排放以及能源的消耗都迅速增加。因此通过科技的发展和技术的创新来开发可持续的、环境友好的以及价格低廉的新能源具有重大的意义。太阳能是一种无污染的、可持续的、能量巨大的且普遍的能源,被人们认为是化石能源的最理想的替代者。现如今,将太阳能转化为其他形式的二次能源(如电能和化学能等)是科学家重点研究的方向。在化学能的体系中,氢能越来越受到科学家们的重视。因为氢元素在地球上含量丰富,大量地存在于水中,具有高燃烧值、高效率,燃烧后唯一产物是水,清洁无污染的特点。此外,氢气没有任何毒性,易于存储,运输方便,且使用起来相对比较安全。所以,氢能是最理想的绿色无污染新能源之一。因此,如何将太阳能转化为氢能变成了科学家们的主要研究领域之一,利用太阳能光催化分解水制氢,近年来已引起世界各国的广泛重视。在半导体材料光催化体系内,TiO2具有廉价、无毒、稳定性高,紫外光产氢活性好,自然界存储量丰富等优点。CdS禁带较窄,在可见光区有较强的吸收能力,光催化活性高,多年来在光催化研究领域受到广泛关注。然而,TiO2存在禁带宽度大,太阳能利用率低,光生载流子易复合,光催化效率低的问题。CdS在水溶液中极易受到光腐蚀,稳定性差,本身具有一定毒性会对环境造成污染。对TiO2进行改性,增加其可见光响应能力,对C ...
【技术保护点】
1.一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管,其特征在于从内向外依次为钛酸纳米管载体/负载的CdS量子点/TiO2壳层/负载的金属Pt;以钛酸纳米管载体为主体,通过负载的CdS量子点、生长TiO2壳层和负载的金属Pt形成复合材料;钛酸纳米管载体直径在50~300纳米,CdS量子点直径在4~6纳米,钛酸纳米管载体与TiO2壳层形成异质结,TiO2壳层厚度在1~8纳米,金属Pt颗粒大小在0.5~3纳米。
【技术特征摘要】
1.一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管,其特征在于从内向外依次为钛酸纳米管载体/负载的CdS量子点/TiO2壳层/负载的金属Pt;以钛酸纳米管载体为主体,通过负载的CdS量子点、生长TiO2壳层和负载的金属Pt形成复合材料;钛酸纳米管载体直径在50~300纳米,CdS量子点直径在4~6纳米,钛酸纳米管载体与TiO2壳层形成异质结,TiO2壳层厚度在1~8纳米,金属Pt颗粒大小在0.5~3纳米。2.根据权利要求1所述的一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管,其特征在于制备方法包括如下步骤:步骤(1)钛酸纳米管载体制备:将商品TiO2加入NaOH的水溶液中,在150℃下水热反应2~4天,然后抽滤用去离子水洗涤,再将洗涤后的固体样品在0.1~1mol/LHCL中搅拌2小时,之后抽滤并用去离子水洗涤,将获得的滤饼放入110℃烘箱中干燥6~24小时;再将干燥后的样品研磨后在300~800℃热处理4~8小时,获得钛酸纳米管载体;步骤(2)CdS量子点制备:将CdO、1-十八烯和油酸混合,在惰性气体保护下加热至260~320℃,然后加入溶有硫粉的三正辛基磷,CdO与S的摩尔比为1,使温度在220~320℃保持3~10分钟;将冷却后的产物用正己烷和丙酮多次提纯分离;在提纯后的样品中加入巯基丙酸,搅拌6~24小时,然后将与巯基丙酸反应后得到的产物用水和丙酮多次提纯分离,获得水溶性CdS量子点;步骤(3)CdS量子点与钛酸纳米管复合催化剂的制备:将步骤(1)得到的钛酸纳米管载体与步骤(2)的CdS量子点混合,超声0.5~1小时使其充分分散,然后将超声后的样品进行冷冻干燥,获得TNT/CdS复合催化剂;步骤(4)TNT/CdS/TiO2核壳催化剂的制备:将步骤(3)得到的TNT/CdS...
【专利技术属性】
技术研发人员:程党国,刘慧,陈丰秋,詹晓力,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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