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一种Cu-Ti与TiO2复合薄膜材料的制备方法技术

技术编号:10522821 阅读:266 留言:0更新日期:2014-10-08 19:40
一种Cu-Ti与TiO2复合薄膜材料的制备方法,以非晶态铜钛合金为基体,将非晶铜钛合金置于密封玻璃容器中的氧化性溶液内,氧化性溶液由双氧水、硫酸以及聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯混合而成,氧化性溶液中双氧水的质量分数为30%,氧化性溶液中硫酸的体积摩尔浓度为5~15mmol/L,聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯的加入量为200~6000mg/L,非晶铜钛合金的总面积与氧化性溶液的体积比例保持在100~300cm2/L;将密封玻璃容器放入80~90℃的水浴中保温6~12小时,形成薄膜,再将薄膜取出并置于300~500℃下保温1~2小时得Cu-Ti与TiO2复合薄膜材料。

【技术实现步骤摘要】
-种Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法
本专利技术涉及一种光催化薄膜材料的化学氧化的制备方法,尤其涉及一种Cu-Ti与 Ti02复合薄膜材料的制备方法。
技术介绍
光催化是利用太阳能实现环境净化和产生清洁能源的新型技术。由于半导体Ti02 具有无毒无害、稳定性好、催化活性高、耐光腐蚀等优点,被认为是最具有应用前景的光催 化材料。然而,Ti02禁带宽度较大(Eg=3. 2 V),只有波长较短的紫外光(λ〈387 nm)才能被 吸收,而紫外光只占太阳光能的5%左右,使得太阳能利用率低;同时,光生电子-空穴易于 复合,量子效率低,因此,Ti0 2的实际应用受到很大地抑制。然而,研究表明:对Ti02进行掺 杂金属Cu元素,可在Ti0 2晶格中引入缺陷或改变结晶度等改变粒子结构与表面性质,从而 可拓展对可见光的响应,并促进光生电子与空穴的有效分离,延长其寿命,使催化剂的光催 化效率明显提高。 目前,Ti02掺杂Cu制备复合薄膜的方法主要有浸渍还原法、化学沉积法、溶胶-凝 胶法、水热合成法等。上述这些方法的制备过程相对复杂,在制备过程中易引入有机分子污 染物,所制备得到的Cu-Ti0 2薄膜中Cu元素分布不均匀。而本专利技术所述薄膜材料以Cu-Ti 合金为基体,在H202水溶液中低温下进行氧化得到,操作简单,且元素分布均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,以非晶态铜钛合金为基体,提供一种结合牢固、分布均匀的 Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法,该方法操作简单,易于规模化生产,所述的薄膜材 料具有相应的光电性能,在12 W紫外灯的照射下,4小时内,对20 mg/L的罗丹明B的降解 率达到15%?20%。 本专利技术采用的技术方案是: 一种Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述Cu-Ti与Ti02复合薄 膜材料是以非晶态铜钛合金为基体,按照下述步骤进行制备: 步骤1将非晶铜钛合金置于密封玻璃容器中的氧化性溶液内,所述氧化性溶液由双氧 水、硫酸以及聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯混合而成,氧化性溶液中双氧水的质量分数为30%, 氧化性溶液中硫酸的体积摩尔浓度为5~15 mmol/L,聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯的加入量为 20(T6000 mg/L,非晶铜钛合金的总面积与氧化性溶液的体积比例保持在10(T300 cm2/L, 步骤2将密封玻璃容器放入8(T90 °C的水浴中保温6~12小时,在密封玻璃容器中形 成薄膜,再将薄膜从密封玻璃容器中取出并置于30(T500 °C下保温1~2小时即得Cu-Ti与 Ti02复合薄膜材料。 与传统制备方法相比,本专利技术的技术方案操作简便,反应条件温和,易于大规模制 备,H 202与硫酸相互作用,可在溶解基体中部分Cu元素的同时,氧化Ti形成锐钛矿型Ti02, 加入一定量的聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯,则明显提高了 1102在基体表面的沉积效率并提高 了 Ti02与基体的结合力;本专利技术制备的Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料含有较高的Cu元素掺 杂,能够拓宽对可见光的吸收,对罗丹明B具有相应的降解效果,同时还可以克服粉末Ti02 催化剂在降解罗丹明B时难以回收而不可重复使用的缺点。 【附图说明】 图1是本专利技术制备的Cu-Ti/Ti02薄膜表面形貌照片。 图2是本专利技术反应后的未生成网状薄膜处的元素 EDS谱图及成分。 图3是本专利技术制备的Cu-Ti/Ti02薄膜元素 EDS谱图及成分。 图4是本专利技术制备的Cu-Ti/Ti02薄膜的XRD谱图。 图5是本专利技术制备的Cu-Ti/Ti02薄膜对罗丹明B的降解曲线。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。选用非晶铜钛合金条带进行制备, 其总面积为条带长宽的乘积,忽略条带厚度。 实施例1 (1)将非晶铜钛合金Cu5Ji5(l(铜和钛的原子摩尔比为5:5)置于氧化性溶液中密封玻 璃容器,所述氧化性溶液由质量分数为30%的双氧水、硫酸以及聚碳酸酯混合而成,氧化性 溶液中硫酸的浓度为10 mm〇l/L,聚碳酸酯的加入量为2000 mg/L。非晶铜钛合金的总面积 与氧化性溶液的体积比例保持在150 cm2/L。 (2)将密封玻璃容器放置在80 °C的水浴中保温10小时,再将薄膜由玻璃容器中 取出并置于400 °C下保温1小时。 实施例1生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Cu‑Ti与TiO2复合薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述Cu‑Ti与TiO2复合薄膜材料是以非晶态铜钛合金为基体,按照下述步骤进行制备:步骤1将非晶铜钛合金置于密封玻璃容器中的氧化性溶液内,所述氧化性溶液由双氧水、硫酸以及聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯混合而成,氧化性溶液中双氧水的质量分数为30%,氧化性溶液中硫酸的体积摩尔浓度为5~15 mmol/L,聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯的加入量为200~6000 mg/L,非晶铜钛合金的总面积与氧化性溶液的体积比例保持在100~300 cm2/L,步骤2将密封玻璃容器放入80~90 ℃的水浴中保温6~12小时,在密封玻璃容器中形成薄膜,再将薄膜从密封玻璃容器中取出并置于300~500 ℃下保温1~2小时即得Cu‑Ti与TiO2复合薄膜材料。

【技术特征摘要】
1. 一种Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述Cu-Ti与Ti0 2复合 薄膜材料是以非晶态铜钛合金为基体,按照下述步骤进行制备: 步骤1将非晶铜钛合金置于密封玻璃容器中的氧化性溶液内,所述氧化性溶液由双氧 水、硫酸以及聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯混合而成,氧化性溶液中双氧水的质量分数为30%, 氧化性溶液中硫酸的体积摩尔浓度为5~15 mmol/L,聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯的加入量为 20(T6000 mg/L,非晶铜钛合金的总面积与氧化性溶液的体积比例保持在10(T300 cm2/L, 步骤2将密封玻璃容器放入8(T90 °C的水浴中保温6~12小时,在密封玻璃容器中形 成薄膜,再将薄膜从密封玻璃容器中取出并置于30(T500 °C下保温1~2小时即得Cu-Ti与 Ti02复合薄膜材料。2. 根据权利要求1所述的Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述 Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料呈网状分布。3. 根据权利要求1所述的Cu-Ti与Ti02复合薄膜材料的制备方法,其特征在于,步骤 1中使用...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘冶王先飞
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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