[发明专利]一种掺杂金属铌二氧化钛纳米片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺杂金属铌二氧化钛纳米片，其特征在于：该纳米片的晶型为锐钛矿型TiO₂，呈方形薄片，长度和宽度在30-100纳米之间，厚度为2-7纳米，上下表面为TiO₂（001）晶面；该纳米片中金属铌（Nb）的摩尔百分含量在1%-20%之间。

2.权利要求1所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

（1）按Nb/(Ti+Nb)的摩尔比为1%～20%的掺杂比将五乙氧基铌加入到钛源中，搅拌状态下加入氢氟酸，持续搅拌得到澄清的铌掺杂氧化钛溶液；

（2）将步骤（1）得到的铌掺杂氧化钛溶液放入有聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中；

（3）将步骤（2）的不锈钢反应釜密闭后放入恒温干燥箱中，在160～200℃下保温12～24小时，然后自然冷却至室温，得到白色沉淀；

（4）将步骤（3）所得到的白色沉淀物依次用乙醇和去离子水反复清洗，之后放入恒温干燥箱中60～100℃干燥24～48小时，取出研磨，最终得到掺杂金属铌二氧化钛纳米片。

3.按照权利要求2所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的钛源为钛酸四正丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛中的一种或几种。

4.按照权利要求3所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的钛源为钛酸四正丁酯。

5.按照权利要求2所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中氢氟酸的加入量为0.5～1.5毫升。

6.按照权利要求2所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中制备得到的掺杂金属铌二氧化钛纳米片的结构是平均长度和宽度为50纳米，平均厚度为5纳米的长方体薄片，上下底面为高活性的（001）晶面，晶型为锐钛矿型。

7.权利要求1所述掺杂金属铌二氧化钛纳米片的应用，其特征在于：该纳米片作为电池负极，制备染料敏化太阳电池。