[发明专利]一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法

权利要求书

1.一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

（1）选取一定量在热处理过程中能完全分解且得到气态物质为NH₃、CO、CO₂中的一种、两种或三种的试剂；

（2）将纳米级的二氧化钛粉体分散于溶剂中得到二氧化钛分散液，对二氧化钛分散液进行超声5～20分钟后，研磨20～120分钟，制备出二氧化钛浓度为5～50重量%的二氧化钛分散体系；或者将二氧化钛溶胶分散于溶剂中，制备出二氧化钛浓度为5～50重量%的二氧化钛分散体系；或者将浓度为40-90mg/ml的二氧化钛溶胶直接作为二氧化钛分散体系；

（3）将步骤（1）中所述的试剂或将该试剂溶解于溶剂中制成的浓度为10～80重量%的试剂溶液和步骤（2）中的二氧化钛分散体系混合均匀，使在热处理过程中能分解为气态物质的试剂与二氧化钛的质量比为2%～20 %，采用旋涂、提拉、刮涂或压片的方式，制成二氧化钛薄片，并在温度为20℃～60℃下干燥0.5～4h；

（4）将步骤（3）中干燥后的二氧化钛薄片在绝对真空度为0.01KPa～50 KPa、升温速率为0.1 ℃/min～10 ℃/min的条件下加热至90℃～450℃，并保温0.2～2h后保持真空状态下冷却，获得一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的在热处理过程中能完全分解且得到气态物质为NH₃、CO、CO₂中的一种、两种或三种的试剂为氨基甲酸铵、草酸铵、草酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、尿素中的一种、两种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：步骤（2）和（3）中所述的溶剂为水或乙醇，步骤（2）和（3）所使用的溶剂相同。

4.根据权利要求1所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

（1）将一定量在热处理过程中能完全分解且得到气态物质为NH₃、CO、CO₂中的一种、两种或三种的试剂；

（2）将纳米级的二氧化钛粉体分散于溶剂中得到二氧化钛分散液，对二氧化钛分散液进行超声10～20分钟后，研磨60～120分钟，制备出二氧化钛浓度为5～40重量%的二氧化钛分散体系；或者将二氧化钛溶胶分散于溶剂中，制备出二氧化钛浓度为5～40重量%的二氧化钛分散体系；或者将浓度为70-90mg/ml的二氧化钛溶胶作为二氧化钛分散体系；

（3）将步骤（1）中所述的试剂或将该试剂溶解于溶剂中制成的浓度为20～50重量%的试剂溶液和步骤（2）中的二氧化钛分散体系混合均匀，使在热处理过程中能分解为气态物质的试剂与二氧化钛的质量比为2%～20 %，采用旋涂、提拉、刮涂或压片的方式，制成二氧化钛薄片，并在温度为20℃～60℃下干燥1～2h；

（4）将步骤（3）中干燥后的二氧化钛薄片在绝对真空度为0.1 KPa～30KPa、升温速率为1 ℃/min～5 ℃/min的条件下加热至100℃～300℃，并保温1～2h后保持真空状态下冷却，获得一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜为掺杂有非金属元素N和/或C的薄膜。

6.根据权利要求5所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：步骤（2）中，将二氧化钛溶胶分散于溶剂中，然后进行超声10～20分钟后，研磨60～120分钟，制备出二氧化钛浓度为5～40重量%的二氧化钛分散体系。

7.根据权利要求6所述的一种非金属掺杂的、孔洞有序的二氧化钛多孔薄膜制备方法，其特征在于：所述的超声的超声波频率为50～60kHz，功率为80～200W。