[发明专利]复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种应用于染料敏化太阳能电池的复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜，其特征在于所述的薄膜具有聚苯乙烯微球阵列模板煅烧后留下的有序多孔结构。

2.一种复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜的制备方法，具有如下步骤：

(1)制备聚苯乙烯微球乳液及组装聚苯乙烯微球胶晶模板

将苯乙烯倒入分液漏斗中，依次用0.1M的NaOH溶液及二次去离子水洗涤四次，除去阻聚物；在100mL的四颈烧瓶中加入40mL二次去离子水及十二烷基苯磺酸钠(0.005～0.015g)，搅拌溶解，水浴加热到78℃后通入氮气，再加入NaHCO₃(0.01～0.05g)及10mL洗涤好的苯乙烯单体；继续加热回流搅拌1小时，将K₂S₂O₈(0.05～0.2g)溶于10mL二次去离子水后滴加到烧瓶中，控制温度在(78±2)℃，加热回流搅拌反应8～24小时后停止反应，制得粒径均匀的聚苯乙烯微球乳液。

以FTO导电玻璃为基底，依次用异丙醇、丙酮、二次去离子水和无水乙醇超声清洗30分钟，干燥后垂直浸入聚苯乙烯微球乳液，静置1～5分钟后以1～10cm/min的速度将基底垂直提拉出，在45℃下干燥30分钟后制备出聚苯乙烯微球胶晶模板。

(2)制备掺杂改性前躯体溶胶

将钛酸丁酯(5～10ml)和稀土氧化物的硝酸溶液溶于无水乙醇(1～15ml)中，掺杂比例为(0.1％～5％)，完全溶解后滴加无水乙醇(5～20ml)和冰醋酸(0.5～3ml)，搅拌2小时，再滴加硝酸(0.1～1ml)，在常温下搅拌即可得到透明的掺杂改性二氧化钛前驱溶胶，将此溶胶陈化12小时备用。

(3)浸渍提拉法制备复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜

将负载有聚苯乙烯微球胶晶模板的导电玻璃基底浸入掺杂改性的二氧化钛前躯体溶胶中，静置1～5分钟后将填充有掺杂改性二氧化钛前驱溶胶的导电玻璃基底提拉出，于烘箱中30℃干燥1小时，将所得样品在500℃下煅烧2小时，自然冷却到室温，制备出掺杂改性复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的复合纳米二氧化钛薄膜为稀土元素掺杂改性有序多孔薄膜。

4.权利要求2中掺杂改性复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜在染料敏化太阳能电池中的应用。