金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线制造技术

本发明专利技术公开了一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，包括：S1、将TiO2纳米粒子与NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射15～30min以使金纳米粒子生长；S5、将生长有金纳米粒子的TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。本发明专利技术能够在锐钛矿型TiO2纳米线管内的三维空间内产生高强度磁场，提高了TiO2纳米线的光催化性能。

Anatase TiO2 nanowires loaded with gold nanoparticles

The present invention discloses a kind of anatase TiO2 nanowires loaded with gold nanoparticles, including: S1, mixing TiO2 nanoparticles and NaOH solution, stirring to form a suspense, and injecting into a reaction kettle to produce titanate nanowires with layered structure at 100~200 C; S2, titanate nanowires and water. In the reaction kettle, the anatase TiO2 nanowires were obtained at 150~200 C at 150~200 C, and the anatase TiO2 nanowires were obtained. S3, the TiO2 nanowires were soaked in the HAuCl4 solution, and the gold nanowires were formed in the TiO2 nanowires, and the TiO2 nanowires with gold nanoparticles were soaked in HAuCl4 solution again. The gold nanoparticles were grown by ultraviolet radiation from 15 to 30min, and S5, the TiO2 nanowires with gold nanoparticles were soaked in HAuCl4 solution, then the solution of hydroxylamine hydrochloride was added to the solution in order to amplify the gold nanoparticles. The invention can generate high intensity magnetic field in the three-dimensional space of the anatase TiO2 nanowire tube, and improve the photocatalytic performance of TiO2 nanowires.

【技术实现步骤摘要】
金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线
本专利技术涉及半导体光催化剂
，特别是涉及一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线。
技术介绍
随着经济的发展，水污染情况越发严重，光催化技术是近年来发展起来的废水处理技术。光催化剂是光照射下引起催化反应的物质，通过光催化反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基和超级氧离子，来降解分解有机污染物质。二氧化钛(TiO2)是一种最广泛和深入的半导体光催化剂，广泛用于光催化领域。但TiO2带隙较宽，只能在波长小于378nm的紫外区显示光化学活性，同时其光电子和空穴容易发生复合，从而降低光催化效率。TiO2纳米材料如纳米线、纳米管，比普通纳米颗粒有更高的表面积和体积比，可以提供相对较高的活性位点密度，有利于表面反应发生和敏化剂负载，而一维特性又使其在光生载流子分离和传递器件应用中拥有更快速的电荷载流子传输速率。也正因为这些优势，纳米TiO2的合成获得了持续不断的关注与突破，这也直接推动了TiO2材料的广泛应用。因此，针对上述问题，有必要提出一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，所述制备方法包括：S1、将TiO2纳米粒子与1-10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射1～15min以在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射15～30min以使金纳米粒子生长；S5、将生长有金纳米粒子的TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中紫外照射时间为10min，步骤S4中紫外照射时间为20min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3和步骤S4中HAuCl4溶液的温度为50～80℃。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3、S4、S5中还包括：调节HAuCl4溶液pH为2～3。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1前还包括：将TiO2纳米粒子在KOH溶液中浸泡5～10min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够在锐钛矿型TiO2纳米线管内的三维空间内产生高强度磁场，可以增强目标分子的拉曼信号，提高了TiO2纳米线的光催化性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参图1所示，本专利技术中一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，其包括：S1、将TiO2纳米粒子与1-10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射1～15min以在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射15～30min以使金纳米粒子生长；S5、将生长有金纳米粒子的TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。具体地，本专利技术一优选实施方式中一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，其包括：S1、将TiO2纳米粒子在KOH溶液中浸泡5～10min，然后将TiO2纳米粒子与1-10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于温度为50～80℃的HAuCl4溶液中，调节HAuCl4溶液pH为2～3，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射10min以在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于温度为50～80℃的HAuCl4溶液中，调节HAuCl4溶液pH为2～3，并紫外照射20min以使金纳米粒子生长；S5、将生长有金纳米粒子的TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，调节HAuCl4溶液pH为2～3，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。由以上技术方案可以看出，本专利技术能够在锐钛矿型TiO2纳米线管内的三维空间内产生高强度磁场，可以增强目标分子的拉曼信号，提高了TiO2纳米线的光催化性能。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将TiO2纳米粒子与1‑10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射1～15min以在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射15～30min以使金纳米粒子生长；S5、将生长有金纳米粒子的TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后向该溶液中逐滴加入盐酸羟胺溶液以放大金纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种金纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米线，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将TiO2纳米粒子与1-10M的NaOH溶液混合，搅拌以形成悬浊液，并注入反应釜中，在100～200℃条件下热反应10～50h，制得具有层状结构的钛酸盐纳米线；S2、将钛酸盐纳米线与水混合，并注入反应釜中，在150～200℃条件下热反应10～3h，得到锐钛矿型TiO2纳米线；S3、将TiO2纳米线浸泡于HAuCl4溶液中，然后用去离子水冲洗，氮气吹干，并紫外照射1～15min以在TiO2纳米线内形成金纳米种子；S4、将附带有金纳米种子的TiO2纳米线再次浸泡于HAuCl4溶液中，并紫外照射15～30min以使...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，
申请(专利权)人：苏州汉力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32