The invention provides a G C3N4/H C3N4/H S TiO2 nanotube array and a preparation method thereof, belonging to the technical field of nano composite materials. The steps of the specific preparation method are: on the titanium matrix, the ordered arrays of nanotubes are prepared by anodic oxidation, and the ordered arrays of the prepared nanotubes are crystallized, vulcanized and hydrogenated to obtain the H S TiO2 based nanotube array, and the prepared H S TiO2 based nanotube array is combined with G C3N4, and G is obtained. C3N4/H S TiO2 based nanotube arrays. The ordered nanotube array composite has an orderly and orderly structure, high specific surface area and high quantum efficiency. The wavelength range of absorption and utilization of solar light is obviously expanded, and the photoelectric conversion efficiency can be greatly improved. For example, the ordered nanotube array composite can be used as a photoelectric pole, and it can give full play to the advantages of the ordered array of nanotubes, thus providing ideas for the design, development and application of high performance optoelectronic poles.
【技术实现步骤摘要】
g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米复合材料
,特别是涉及一种g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列及其制备方法和应用。
技术介绍
二氧化钛(TiO2)纳米管阵列作为一种具有高度有序纳米结构的半导体材料,以其吸附能力强、光催化特性好、价格低廉等突出优点,在光催化降解污染物、光解水制氢、太阳能电池、敏感器件等领域得到广泛的研究和应用。采用阳极氧化法在含钛金属表面制备的TiO2纳米管阵列具有较大的比表面积,且阵列结构高度有序;但由于TiO2的禁带宽度较宽,只能在紫外光的照射下被激发,对可见光响应较差,光电转换效率低,光生电子和空穴容易复合,光催化效率低,因此需要对TiO2纳米管阵列进行进一步的改性。目前对TiO2纳米管阵列改性方法主要有过渡金属离子掺杂、非金属掺杂、半导体复合和贵金属沉积等,通过扩展TiO2纳米管阵列的光吸收范围,抑制光生电子和空穴的复合,提高太阳能的利用率。每种改性方法各具优点,又同时存在一定的弊端,对TiO2纳米管阵列性能改善比较局限,因此需要进一步深入研究TiO2纳米管阵列的改性途径和方法。
技术实现思路
本专利技术针对传统改性方法的缺陷,通过金属钛或钛合金的电化学阳极氧化法首先制备TiO2基纳米管阵列结构,然后在气氛炉中进行硫化和氢化处理,最后再实现半导体g-C3N4的复合,首次制备了g-C3N4复合的H-S-TiO2纳米管阵列,为高性能光电极的设计、开发和应用提供思路。具体的,本专利技术提供的g-C3N4复合改性的g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,具体按照以下步骤实 ...
【技术保护点】
1.一种g‑C3N4/H‑S‑TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:S1:在含钛金属基体上,通过阳极氧化法制备纳米管有序阵列;S2:对所制备的纳米管有序阵列进行晶化、硫化和氢化处理,得到H‑S‑TiO2基纳米管阵列;S3:对所制备的H‑S‑TiO2基纳米管阵列与g‑C3N4复合,制备得到g‑C3N4/H‑S‑TiO2基纳米管阵列。
【技术特征摘要】
1.一种g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:S1:在含钛金属基体上,通过阳极氧化法制备纳米管有序阵列;S2:对所制备的纳米管有序阵列进行晶化、硫化和氢化处理,得到H-S-TiO2基纳米管阵列;S3:对所制备的H-S-TiO2基纳米管阵列与g-C3N4复合,制备得到g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列。2.根据权利要求1所述的g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,所述含钛金属基体为金属钛或钛合金。3.根据权利要求1所述的g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,S1的具体步骤为:S11:选用电解液为含氟的酸性水溶液或含水含氟有机体系;S12:将含钛金属基体在含氟的酸性水溶液或含水含氟有机体系电解液体系中于15~60V下阳极氧化0.5~24h,在含钛金属基体表面生长出高度有序的纳米管有序阵列。4.根据权利要求3所述的g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,S2的具体步骤为:将所制备的纳米管有序阵列先经400~550℃热处理2h后,再在设定封闭硫化氢气氛中,于450~600℃处理1~3h,其中升温速度为3℃/min,得到H-S-TiO2基纳米管阵列。5.根据权利要求4所述的g-C3N4/H-S-TiO2基纳米管阵列的制备方法,其特征在于,S3的具体步骤为:称取一定量的尿素(或硫脲,或三聚氰胺),...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘世凯,周淑慧,刘雪涛,张镇峰,刘贺朋,
申请(专利权)人:河南工业大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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