一种Fe-TiO2纳米管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种Fe‑TiO2纳米管，为金属Fe掺杂的TiO2纳米管，Fe‑TiO2纳米管中Fe离子的掺杂量为5~15wt%。本发明专利技术还提供该Fe‑TiO2纳米管的制备方法，包括：1）用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板进行超声清洗；2）以铂丝作为对电极，以0.1~0.5wt%的氢氟酸与1%~2wt%的FeCl3的混合溶液作为电解液，将钛板在10~15V电压下进行阳极氧化15~20分钟；3）对钛板超声清洗，真空干燥，置于管式炉中500~550

A Fe-Ti_2 nanotube and its preparation method

The invention provides an Fe titanium dioxide nanotube, which is a metal Fe doped titanium dioxide nanotube. The doping amount of Fe ions in the Fe titanium dioxide nanotube is 5~15wt%. The invention also provides the preparation method of the Fe titania nanotube, including: 1) grinding the titanium plate with sand paper to smooth the surface of the titanium plate, then ultrasonic cleaning the polished titanium plate with anhydrous ethanol and deionized water; 2) using platinum wire as the electrode, using 0.1~0.5wt% hydrofluoric acid and 1%~2wt% FeCl3 as the electrolyte, anodizing the titanium plate at 10~15V voltage for 15~2 years. 0 minutes; 3) Ultrasound cleaning of titanium plate, vacuum drying, placed in tubular furnace 500 ~ 550

【技术实现步骤摘要】
一种Fe-TiO2纳米管及其制备方法
本专利技术涉及光电材料
，具体涉及一种Fe-TiO2纳米管及其制备方法。
技术介绍
由于纳米管材料通常以规整、在序阵列形式排布，其比表面积较大，量子效应显著，能隙较大，产生的光生电子和光生空穴电势电位较高，氧化还原能力很强。另外，纳米管材料化学性质稳定，不易被腐蚀，具有良好的生物相容性，在光电催化、水解制氢、生物材料等领域具有较好的应用前景。TiO2禁带宽度较大，对太阳能利用率很低，且光生载流子复合也是TiO2纳米管材料作为光电催化剂应用时存在的问题。因此，对TiO2纳米管材料进行改性从而提高其光电催化效率成为该领域需要克服的技术难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种具有较好的光电性能的Fe-TiO2纳米管。本专利技术另一目的是提供制备该Fe-TiO2纳米管的方法。技术方案：本专利技术提供一种Fe-TiO2纳米管，该Fe-TiO2纳米管为Fe离子掺杂的TiO2纳米管，Fe-TiO2纳米管中Fe离子的掺杂量为5~15wt%。本专利技术另一方面提供一种制备上述Fe-TiO2纳米管的方法，该方法包括以下步骤：1）用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板进行超声清洗；2）以铂丝作为对电极，以0.1~0.5wt%的氢氟酸与0.5%~1wt%的FeCl3的混合溶液作为电解液，将步骤1）处理过的钛板在10~15V电压下进行阳极氧化15~20分钟；3）对步骤2）阳极氧化后的钛板超声清洗，真空干燥，置于管式炉中500~550oC热处理1~1.5小时，即得Fe-TiO2纳米管。有益效果：本专利技术使用电化学氧化法成功制备了Fe离子掺杂的TiO2纳米管，Fe离子的掺杂保持了TiO2纳米管阵列高度有序的结构，使TiO2吸收光波长增大，提高了TiO2纳米管对可见光的吸收效率，并使TiO2纳米管的光电流增大。具体实施方式实施例1制备Fe离子掺杂的TiO2纳米管用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板进行超声清洗；以铂丝作为对电极，以0.1wt%的氢氟酸与0.5%的FeCl3的混合溶液作为电解液，清洗过的钛板在15V电压下进行阳极氧化15分钟；对阳极氧化后的钛板超声清洗，60oC真空干燥，置于管式炉中500oC热处理1.5小时，即得Fe离子掺杂的TiO2纳米管，即Fe-TiO2纳米管。实施例2制备Fe离子掺杂的TiO2纳米管用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板进行超声清洗；以铂丝作为对电极，以0.5wt%的氢氟酸与1%的FeCl3的混合溶液作为电解液，清洗过的钛板在10V电压下进行阳极氧化20分钟；对阳极氧化后的钛板超声清洗，60oC真空干燥，置于管式炉中550oC热处理1小时，即得Fe离子掺杂的TiO2纳米管，即Fe-TiO2纳米管。对比例制备未掺杂的TiO2纳米管用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板进行超声清洗；以铂丝作为对电极，以0.5wt%的氢氟酸溶液作为电解液，清洗过的钛板在10V电压下进行阳极氧化20分钟；对阳极氧化后的钛板超声清洗，60oC真空干燥，置于管式炉中550oC热处理1小时，即得未掺杂的TiO2纳米管。实施例3（1）形貌表征：对实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管和对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管进行SEM表征，结果显示，实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管与对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管形貌没有明显差异。（2）吸光情况表征测对实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管和对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管进行紫外可见吸收光谱，结果表明，实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管的吸收峰位于550nm，对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管吸收峰位于430nm，由此可见，Fe离子的掺杂使TiO2纳米管的吸收峰发生的明显红移。（3）光电化学性质表征以实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管或对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管为工作电极，以铂丝为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以0.1mol/L的硫酸钠溶液为电解液，将氙灯发出的光经SBP300光栅光谱仪后，再经Modell94斩波器调制后照射于工作电极表面。结果显示，实施例2制得的Fe离子掺杂的TiO2纳米管光生电流强度远大于对比例制得的未掺杂的TiO2纳米管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe‑TiO2纳米管，其特征在于，该Fe‑TiO2纳米管为金属Fe掺杂的TiO2纳米管，Fe‑TiO2纳米管中Fe离子的掺杂量为5~15wt%。

【技术特征摘要】
1.一种Fe-TiO2纳米管，其特征在于，该Fe-TiO2纳米管为金属Fe掺杂的TiO2纳米管，Fe-TiO2纳米管中Fe离子的掺杂量为5~15wt%。2.一种制备权利要求1所述的Fe-TiO2纳米管的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）用砂纸打磨钛板至钛板表面光滑，依次用无水乙醇和去离子水对打磨后的钛板...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵义平，
申请(专利权)人：赵义平，
类型：发明
国别省市：江苏,32