The invention discloses a photoelectric conversion efficiency and photocatalytic properties of Zn Cr O/TiO2 nanotubes (NTs) method for preparation of composite oxide. The preparation method is as follows: the control voltage and oxidation time by electrochemical workstation in lower alcohol, fluoride and ultra pure water electrolyte prepared by anodic oxidation of precursor, and its temperature programmed calcination, TiO2 NTs. The TiO2 NTs in molar ratio (1 ~ 7): 1 zinc nitrate and chromium nitrate mixture by cathodic deposition and electrochemical oxidation technology in TiO2 NTs Zn Cr load O composite oxide, deposited sample roasting, Zn Cr O/TiO2 NTs composite oxide material with excellent the photoelectric conversion and photocatalytic properties.
【技术实现步骤摘要】
一种高效光电转换和光催化性能的Zn-Cr-O/TiO2纳米管氧化物的制备与应用
本专利技术属于新材料及其制备
,涉及一种TiO2纳米阵列管上(NTs)负载ZnO/ZnCr2O4(Zn-Cr-O)复合氧化物材料的制备方法,它在模拟太阳光照射下有良好的光电转换及光催化性能。技术背景自进入20世纪以来,随着经济的发展和自然资源的过度开发,人类在享用着科技带来的福利时,也因自己的行为经受着环境变化和自然资源消耗殆尽带来的恶果。近年来,环境破坏和能源危机是人类社会所面临的两大严峻问题,各个国家已经制定了针对此问题的相关法则,提出了可持续发展可再生能源的目标与途径,把各种低碳和无碳等可再生能源作为持续发展的重点,主要包括太阳能、水能、风能、地热能、生物质能和海洋能等。相对于其它能源而言,太阳能具有诸多优点。太阳能可利用量巨大,且寿命长,开发太阳能成为人类解决化石能源枯竭的最有效途径之一;太阳能随处可见,具有普遍性,世界上大部分区域都可以就地取用;太阳能的开发利用几乎不产生任何污染,是一种高度清洁的能源。因此21世纪中后期,太阳能的利用将要占据首要地位。光催化技术可利用太阳能将难分解的有机物和无机物污染物降解成无害的小分子或还原成无毒的金属离子;也可以在太阳光作用下分离水产氢或产氧。这样既能降低污染物对环境的影响,又能通过光能转换成氢能源,提出了解决能源短缺的一个有效途径。利用电化学阳极氧化法合成的TiO2-NTs在太阳能电池、光清洁污水、清洁空气、气体传感器、催化剂和变色元件等许多的领域得到广泛应用。TiO2-NTs被作为光电极时,能表现出较高的光催化活性, ...
【技术保护点】
一种高效光电转换和光催化性能的Zn‑Cr‑O/TiO2‑NTs复合氧化物的制备方法,其特征是通过电化学工作站控制氧化电压、氧化时间,在低级醇类与氟化物配制的电解液中经阳极氧化法制备样品TiO2‑NTs前驱体,将前驱体进行程序升温焙烧,得到TiO2‑NTs并制成电极,浸入硝酸锌和硝酸铬混合液,通过电化学工作站控制电沉积电压、时间,调节电解液的温度、沉积次数和焙烧温度,得到光电转换和光催化性能良好的Zn‑Cr‑O/TiO2‑NTs复合氧化物,该方法具体包括以下步骤:(1) 将工业纯钛板裁剪为小片后进行表面抛光,分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗,于空气中干燥后作为电池中的阳极;(2) 将低级醇类,氟化物溶于超纯水中,搅拌均匀作为电解液,其中醇类、氟化物与超纯水质量比为95:(1~0.2) :(5~1)。将(1)处理后钛板作为阳极固定在电源电池夹上,加入电解液,钛板接电源正极,铂板接电源负极,用电化学工作站控制氧化电压20~60 V,氧化时间2~8 h;(3) 将步骤(2)获得的氧化后钛板用乙醇清洗,自然风干后放于马弗炉里分两段进行程序升温焙烧,获得TiO2‑NTs;(4) 按Zn与Cr物质 ...
【技术特征摘要】
1.一种高效光电转换和光催化性能的Zn-Cr-O/TiO2-NTs复合氧化物的制备方法,其特征是通过电化学工作站控制氧化电压、氧化时间,在低级醇类与氟化物配制的电解液中经阳极氧化法制备样品TiO2-NTs前驱体,将前驱体进行程序升温焙烧,得到TiO2-NTs并制成电极,浸入硝酸锌和硝酸铬混合液,通过电化学工作站控制电沉积电压、时间,调节电解液的温度、沉积次数和焙烧温度,得到光电转换和光催化性能良好的Zn-Cr-O/TiO2-NTs复合氧化物,该方法具体包括以下步骤:(1)将工业纯钛板裁剪为小片后进行表面抛光,分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗,于空气中干燥后作为电池中的阳极;(2)将低级醇类,氟化物溶于超纯水中,搅拌均匀作为电解液,其中醇类、氟化物与超纯水质量比为95:(1~0.2):(5~1)。将(1)处理后钛板作为阳极固定在电源电池夹上,加入电解液,钛板接电源正极,铂板接电源负极,用电化学工作站控制氧化电压20~60V,氧化时间2~8h;(3)将步骤(2)获得的氧化后钛板用乙醇清洗,自然风干后放于马弗炉里分两段进行程序升温焙烧,获得TiO2-NTs;(4)按Zn与Cr物质的量比为(1.0~7.0):1.0称取所需硝酸锌和硝酸铬加入到去离子水中,磁力搅拌形成混合硝酸盐溶液,金属离子总浓度控制在0.02mol/L,将步骤(3)中获得TiO2-NTs浸渍于其中10~50min,并不断超声处理;(5)将浓度为0.05~0.50mol/L的强酸强碱盐作为电解液,接电化学工作站组成电池,在-2.0~-0.5V的稳压条件下进行电化学沉积10~30min,电解液的温度维持在60~90̊C,将步骤(4)、(5)反复操作3~12次,获得Zn-Cr/TiO2-NTs;(6)将步骤(5)获得Zn-Cr/TiO2-NTs组装成电解池,在室温下的电解液中进行电化学氧化后焙烧即得Zn-Cr-O/TiO2-NTs,其中无机强碱作为电解溶液,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张丽,戴超华,阎建辉,梁青满,黄杨,杨鹏,
申请(专利权)人:湖南理工学院,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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