[发明专利]一种新型分级TiO2纳米管阵列的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及TiO₂纳米材料的制备技术领域，具体是涉及一种新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法。

背景技术

现有技术中，制备分级TiO₂纳米管的方法采用的是直接在分级ZnO结构上一边生长TiO₂一边刻蚀ZnO，这样就存在ZnO刻蚀不尽的缺点，即在TiO₂纳米管中余留有ZnO，因此，将严重影响TiO₂纳米管的性能，且限制其应用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种物理特性可控的新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法，步骤如下：

①、电解沉积法制备ZnO分级结构模板

将0.0063M的硝酸锌和0.0063M的六胺(Hexamine)溶解到200mL的去离子水中作为电解液，把ITO衬底与工作电极的金丝相连，参考电极同样金丝，进行电解沉积，接着对制备出的样品进行退火处理，得到ZnO纳米棒；

将0.0063M的硝酸锌和0.0063M的六胺(Hexamine)溶解到200mL的去离子水中作为电解液，把ZnO纳米棒与工作电极的金丝相连，参考电极同样金丝，再次进行电解沉积，在ZnO纳米棒上沉积ZnO纳米线，最后对制备出的样品进行退火处理，得到ZnO分级结构模板；

②、制备分级ZnO/TiO₂复合结构

将四(二甲氨基)钛溶于去离子水作为前驱体，沉积TiO₂后再进行退火处理，得到分级ZnO/TiO₂复合结构；或者，将ZnO分级结构模板放入由0.075M的氟钛酸铵和0.2M的硼酸组成的溶液中浸泡1～5小时，取出晾干得到分级ZnO/TiO₂复合结构；

③、剥离ITO衬底

将分级ZnO/TiO₂复合结构从ITO衬底上剥离，并转移至玻璃、硅片或新的ITO衬底上，得到倒置分级ZnO/TiO₂复合结构；

④、刻蚀得到分级TiO₂纳米管阵列

将样品放入弱酸中刻蚀1～5分钟，取出得到分级TiO₂纳米管阵列。

优选的，所述步骤①中沉积的工艺参数为沉积电压为-2.5V，沉积时间为60分钟，电解液的温度为95℃。

所述步骤①中退火处理是在空气环境下，以350℃温度进行退火30分钟。

所述步骤②中沉积的工艺参数为沉积电压为-2.5V，沉积时间为60分钟，衬底的温度为250℃。

所述步骤②中的退火处理是在空气环境下，以400℃温度进行退火30分钟。

本发明的新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法，其有益效果表现在：

制备的分级TiO2纳米管阵列的物理特性可控，例如可以通过调节分级TiO₂纳米管阵列的尺寸等来调控其物理特性。另外，通过本制备方法提出的转移衬底方法可以完全去除分级TiO₂纳米管中的ZnO，这样有利于提高分级TiO₂纳米管的物理特性。

附图说明

图1为本发明的制备方法工艺流程图。

具体实施方式

为进一步描述本发明的新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法，下面结合附图对其作进一步说明。

请参阅图1所示，一种新型分级TiO₂纳米管阵列的制备方法，步骤如下：

①、电解沉积法制备ZnO分级结构模板10

将0.0063M的硝酸锌和0.0063M的六胺(Hexamine)溶解到200mL的去离子水中作为电解液，把ITO衬底与工作电极的金丝相连，参考电极同样金丝，进行电解沉积(工艺参数为沉积电压为-2.5V，沉积时间为60分钟，电解液的温度为95℃)，接着对制备出的样品在空气环境下，以350℃温度进行退火30分钟，得到ZnO纳米棒。