具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法技术

具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法，涉及纳米线阵列复合体薄膜的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现代高楼大厦的玻璃清洁需要依靠人工完成，既耗费资源，又存在较高的危险性，不能依靠阳光和雨水这两种自然力量来维持表面的清洁的问题。制备方法：一、制备负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底；二、制备Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜，得到具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜。本发明专利技术在简单的水热条件下完成，合成方法简单，成本低廉。本发明专利技术可获得具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米线阵列复合体薄膜的制备方法。
技术介绍
随着人类生存环境的日益恶化，环境污染问题已经成为人们关注并急待解决的问题之一。为了严重的控制污染问题，人们采用了各种办法和措施，现阶段物理吸附法等常用方法已经应用到实际污染治理与控制中，但是这些方法仍然存在着净化效率低、造成二次污染、资金消耗大等问题。所以，深入研究更加经济有效的污染治理技术及方法也就成为环境污染治理领域的研究重点课题。随着社会经济的发展，玻璃在现代经济建设中使用越来越广泛，如幕墙玻璃、门窗玻璃、汽车风挡玻璃等等，而且随着人们生活质量的提高和对环保节能的重视，逐渐要求玻璃具有一种或多种特殊功能，如隔音、隔热、防辐射等等。自清洁玻璃正是在这样的背景中发展起来的。现代高楼大厦的玻璃清洗和维护非常不方便，具有较高的危险性，同时大量清洁剂的使用会对环境产生二次污染。自清洁玻璃的出现则解决了现代高楼幕墙玻璃的清洗问题，它依靠太阳光和雨水这两种自然力量来维持表面的清洁，无须人工完成，从而大大节省了资源。自清洁玻璃，是指本身具有自动清洁功能的一种玻璃。所谓自清洁，是指玻璃本身自动保持新鲜和持久的光透过率等使玻璃清洁如新的一种状态。因此可知，所谓自清洁玻璃必须具有以下两种功能：①玻璃表面在自然条件下，即阳光、雨水和空气中具有超亲水性，使之在雨水或自来水的冲刷下，可带走玻璃表面的灰尘；②玻璃表面在自然光照射下，具有自动清除油污功能，即玻璃本身具有光催化能力，可以分解吸附在玻璃表面的有机化合物，使之降解为二氧化碳和水，以便于被雨水或自来水冲走。因此，自清洁玻璃是一种绿色环保产品，这对于日趋紧张的世界能源问题无疑是意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现代高楼大厦的玻璃清洁需要依靠人工完成，既耗费资源，又存在较高的危险性，不能依靠阳光和雨水这两种自然力量来维持表面的清洁的问题，而提供具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法。具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、制备负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底：将钛源溶解到无水乙醇中，再加入多元醇，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌15min～30min，得到混合溶液A；将混合溶液A移入到聚四氟乙烯反应釜中，再将洁净的玻璃片基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中，再将密封的聚四氟乙烯反应釜放入到温度为180℃～200℃的干燥箱中加热10h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将玻璃片基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下干燥12h～24h，得到负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底；步骤一中所述的钛源与多元醇的体积比为1:(5～10)；步骤一中所述的无水乙醇与多元醇的体积比为(5～8):1；二、制备Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜：将铋盐加入到无水乙醇和丙三醇的混合溶液中，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌20min～40min，得到混合溶液B；再将混合溶液B加入到聚四氟乙烯反应釜中，再将步骤一中得到的负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中；再将密封的聚四氟乙烯反应釜在温度为180℃～200℃下反应12h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下干燥12h～24h，再放入马弗炉中，再在温度为500℃～600℃下焙烧2h～4h，得到负载在玻璃基底上的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜；步骤二中所述的无水乙醇和丙三醇的混合溶液中无水乙醇与丙三醇的体积比为(5～8):1；步骤二中所述的铋盐与无水乙醇和丙三醇的混合溶液中丙三醇的摩尔比为1:(315～335)；步骤二中所述的铋盐与步骤一中所述的钛源的摩尔比为1:(8～12)。本专利技术的优点：一、本专利技术在简单的水热条件下完成，合成方法简单，成本低廉，重复性好；二、本专利技术制备的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜在可见光下具有优异的光催化降解性能，稳定性好，并且具有超亲水性，可以应用于自清洁玻璃领域；三、本专利技术制备的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜易于分离、回收和循环使用，且循环使用后催化活性不降低。本专利技术可获得具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜。附图说明图1为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的X-射线衍射谱图；图2为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的扫描电镜图片；图3为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的紫外可见漫反射光谱图；图4为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的接触角图片；图5为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的可见光催化降解罗丹明B的效率图；图中1为TiO2的可见光催化降解罗丹明B的效率曲线，2为Bi2Ti2O7的可见光催化降解罗丹明B的效率曲线，3为试验一得到的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的可见光催化降解罗丹明B的效果曲线。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、制备负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底：将钛源溶解到无水乙醇中，再加入多元醇，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌15min～30min，得到混合溶液A；将混合溶液A移入到聚四氟乙烯反应釜中，再将洁净的玻璃片基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中，再将密封的聚四氟乙烯反应釜放入到温度为180℃～200℃的干燥箱中加热10h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将玻璃片基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法，其特征在于具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、制备负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底：将钛源溶解到无水乙醇中，再加入多元醇，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌15min～30min，得到混合溶液A；将混合溶液A移入到聚四氟乙烯反应釜中，再将洁净的玻璃片基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中，再将密封的聚四氟乙烯反应釜放入到温度为180℃～200℃的干燥箱中加热10h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将玻璃片基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下干燥12h～24h，得到负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底；步骤一中所述的钛源与多元醇的体积比为1:(5～10)；步骤一中所述的无水乙醇与多元醇的体积比为(5～8):1；二、制备Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜：将铋盐加入到无水乙醇和丙三醇的混合溶液中，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌20min～40min，得到混合溶液B；再将混合溶液B加入到聚四氟乙烯反应釜中，再将步骤一中得到的负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中；再将密封的聚四氟乙烯反应釜在温度为180℃～200℃下反应12h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下干燥12h～24h，再放入马弗炉中，再在温度为500℃～600℃下焙烧2h～4h，得到负载在玻璃基底上的具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜；步骤二中所述的无水乙醇和丙三醇的混合溶液中无水乙醇与丙三醇的体积比为(5～8):1；步骤二中所述的铋盐与无水乙醇和丙三醇的混合溶液中丙三醇的摩尔比为1:(315～335)；步骤二中所述的铋盐与步骤一中所述的钛源的摩尔比为1:(8～12)。...

【技术特征摘要】
1.具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法，其特征
在于具有可见光响应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜的制备方法具体是按以
下步骤完成的：
一、制备负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底：将钛源溶解到无水乙醇
中，再加入多元醇，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌15min～30min，得到混合溶
液A；将混合溶液A移入到聚四氟乙烯反应釜中，再将洁净的玻璃片基底以与聚四氟乙烯
反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯反应釜中，再将密封的聚四氟乙烯反应釜
放入到温度为180℃～200℃的干燥箱中加热10h～24h，再将密封的聚四氟乙烯反应釜自然冷
却至室温，将玻璃片基底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下
干燥12h～24h，得到负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基底；
步骤一中所述的钛源与多元醇的体积比为1:(5～10)；
步骤一中所述的无水乙醇与多元醇的体积比为(5～8):1；
二、制备Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜：将铋盐加入到无水乙醇和丙三醇的混
合溶液中，再在搅拌速度为100r/min～300r/min下搅拌20min～40min，得到混合溶液B；再
将混合溶液B加入到聚四氟乙烯反应釜中，再将步骤一中得到的负载有二氧化钛纳米线阵
列前驱体薄膜的玻璃基底以与聚四氟乙烯反应釜的轴线夹角为60°的角度放入聚四氟乙烯
反应釜中；再将密封的聚四氟乙烯反应釜在温度为180℃～200℃下反应12h～24h，再将密封
的聚四氟乙烯反应釜自然冷却至室温，将负载有二氧化钛纳米线阵列前驱体薄膜的玻璃基
底取出，使用蒸馏水进行洗涤5次～8次，再在温度为60℃～80℃下干燥12h～24h，再放入
马弗炉中，再在温度为500℃～600℃下焙烧2h～4h，得到负载在玻璃基底上的具有可见光响
应的自清洁Bi2Ti2O7/TiO2纳米线阵列复合体薄膜；
步骤二中所述的无水乙醇和丙三醇的混合溶液中无水乙醇与丙三醇的体积比为
(5～8):1；
步骤二中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宏刚，刘航，田国辉，陈亚杰，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23