[发明专利]一种增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将电阻率小于3.0 Ω·cm的P型单晶硅片置入高压釜内，然后向高压釜内填充腐蚀液，在100～200℃下腐蚀30～60分钟，制备得到硅柱阵列；

（2）将新鲜制备的硅柱阵列放入二茂铁的乙醇溶液中浸润20~30min，然后置于卧式管式炉内，在氮气保护下升温至760~800℃，以氮气作为载气将乙二胺按1～1.5 mL/min带至炉内于760~800℃下通过预浸润催化剂原位生长碳纳米管10min，氮气保护下降至室温，得到碳纳米管/硅柱阵列；

（3）将碳纳米管/硅柱阵列作为衬底固定于高真空磁控溅射镀膜机的样品架上，样品架与纯度为99.99%的Ti靶之间的距离为65mm，采用直流反应磁控溅射法在碳纳米管/硅柱阵列上制备出TiO₂薄膜，得到具有颗粒状、附着性能好、结晶度高、具有增强光催化效应的阵列化活性薄膜。

2.根据权利要求1所述的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的腐蚀液由浓度为8.00～15.00mol/L的氢氟酸和浓度为0.02～0.08mol/L的硝酸铁水溶液组成。

3.根据权利要求1所述的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的腐蚀液在高压釜内的体积填充度为60～90%。

4.根据权利要求1所述的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中二茂铁的乙醇溶液的浓度为0.002 mol/L。

5.根据权利要求1所述的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用直流反应磁控溅射法在碳纳米管/硅柱阵列上制备出纳米TiO₂薄膜的方法为：在氩气气氛下升温至100℃～200℃，之后向反应腔内通入氧气和氩气比例为1:4～1:6的混合气体，氧气和氩气的混合气体总流量为30～50sccm，衬底温度为100～400℃，溅射气压为0.5～2Pa，电流为1～2A，溅射时间1～2h。

6.根据权利要求1所述的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中高真空磁控溅射镀膜机为CS-300型高真空磁控溅射镀膜机。

7.利用权利要求1～6任一所述的制备方法制得的增强光催化效应的阵列化活性薄膜的应用，其特征在于：所述增强光催化效应的阵列化活性薄膜在12W的265nm+365nm的紫外光共同作用下，光催化常数可以达到0.0033，远大于同样磁控溅射条件下沉积在单晶硅平面上二氧化钛薄膜的0.0011。