【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种贵金属Au/TiO2复合纳米颗粒的制备,尤其是涉及Au和TiO2界面形成非物理吸附晶格结构重构过渡区复合纳米颗粒的制备。
技术介绍
TiO2 纳米粉体和纳米膜材料在太阳能的存储与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等方面具有广泛的应用,为了提高其光催化活性和可见光的利用率,在TiO2颗粒表面进行贵金属修饰,比如金(Au)是常见的手段。从理论上分析,有效的贵金属修饰可改变TiO2能带的带尾,将TiO2的光响应从紫外区域扩展到可见光范围;并在Au和TiO2的界面形成异质结构,促进光生电子和空穴的空间分离,增强光催化活性;且在某些频率区域发生表面等离子共振耦合(SPP),使该频率区域的三维光场耦合成准二维的SPP光场,从而进一步提高对自然光的利用率。然而,由于Au和TiO2的晶格并不匹配,溶胶----凝胶(sol-jel)法和共沉淀法等方法合成的Au/TiO2复合颗粒,Au在TiO2的界面大多以物理吸附状态存在,这种复合粒子界面的连接其实是脆弱的,Au和TiO2容易分离而成为二相混合物。更为严重的是,由于Au和TiO2界面之间是松散的物理吸附,光幅照下纳米TiO2颗粒的光生电子受到单质Au纳米颗粒表面的表面势垒的作用,光生电子难以迁移至Au纳米颗粒,不能实现光生电子和空穴的空间分离而增强光催化活性;在这种情况下,尽管SPP光场耦合仍然可以存在,但强的光场密度并不能和光生电子-空穴的空间分离相联系,其对最终的催化活性的影响难以估计。因此,如何改变TiO2的表面晶格结构以实现Au纳米颗粒的有效修饰是拓展纳米TiO2应用的重要技术 ...
【技术保护点】
一种非物理吸附Au/TiO2复合纳米颗粒及异质结的液相合成方法,其特征是:包括下列步骤:(1)利用光幅照,对分散在甲醛溶液中的TiO2纳米颗粒进行表面无序化非晶重构处理,并在非晶化处理过的TiO2纳米颗粒表面利用静电吸附[Au(OH)4]‑基团;(2)在液相水热条件下实现原位的Au还原,得到非晶过渡Au/TiO2复合颗粒;(3)高压水热二次晶化合成Au/TiO2复合纳米颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种非物理吸附Au/TiO2复合纳米颗粒及异质结的液相合成方法,其特征是:包括下列步骤:(1)利用光幅照,对分散在甲醛溶液中的TiO2纳米颗粒进行表面无序化非晶重构处理,并在非晶化处理过的TiO2纳米颗粒表面利用静电吸附[Au(OH)4]-基团;(2)在液相水热条件下实现原位的Au还原,得到非晶过渡Au/TiO2复合颗粒;(3)高压水热二次晶化合成Au/TiO2复合纳米颗粒。2. 根据权利要求1所述的非物理吸附Au/TiO2复合纳米颗粒及异质结的液相合成方法,其特征是:在步骤(3)后还进行子晶生长调控Au颗粒尺寸。3. 根据权利要求1或2所述的非物理吸附Au/TiO2复合纳米颗粒及异质结的液相合成方法,其特征是:步骤(1)的具体方法:将超声分散好的TiO2甲醛胶体放置于350W紫外灯的正下方,液面距紫外灯0.5米,紫外辐照2小时,离心分离,并用无水乙醇和去离子水反复清洗;将清洗好的TiO2分散于去离子水中,用硝酸调节PH值至1~1.5,剧烈搅拌并缓慢滴加氯金酸配置混合溶液,氯金酸水溶液质量浓度为1%,并用NaOH调节PH值至10~11;当混合溶液的PH值至3~3.5时停止加入氯金酸,高速离心分离得到吸附[Au(OH)4]-的TiO2纳米颗粒。4. 根据权利要求1或2所述的非物理吸附Au/TiO2复合纳米颗粒及异质结的液相合成方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁国秋,曹敏,金永龙,王孟,陶苗苗,
申请(专利权)人:南通大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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