[发明专利]高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO2溶胶

权利要求书

1.一种高效可见光响应的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶，其特征在于：所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶是以贵金属与纳米TiO₂，或其它半导体-贵金属与纳米TiO₂之间通过化学连接形成的异质结结构体为纳米微粒组成单元构成的；

所述纳米TiO₂为非晶态纳米TiO₂；

所述贵金属包括金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱或其氧化物中的任意一种；

所述其它半导体包括SiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃、WO₃、Sr(TiO₃)中的任意一种或几种；

所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶是使用液相法制备过氧化钛水溶液，然后在所得过氧化钛水溶液中加入晶型转换控制剂，在搅拌条件下加热回流，制备非晶态纳米TiO₂溶胶，再在制备的非晶态纳米TiO₂溶胶中加入贵金属盐水溶液或其它半导体纳米溶胶与贵金属盐水溶液的混合物，超声分散后，在超声条件下利用光化学还原反应，对非晶态纳米TiO₂溶胶进行等离子体异质结结构改性而制得。

2.如权利要求1所述的非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶，其特征在于：所述溶胶中贵金属或其它半导体-贵金属所占质量为0.01~2‰；纳米TiO₂所占质量为0.5~3%。

3.一种如权利要求1所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）使用液相法制备质量浓度为0.5~6%的过氧化钛水溶液；

2）在步骤1）所得过氧化钛水溶液中加入晶型转换控制剂，在搅拌条件下加热回流，制备非晶态纳米TiO₂溶胶；

3）在步骤2）制备的非晶态纳米TiO₂溶胶中加入贵金属盐水溶液或其它半导体纳米溶胶与贵金属盐水溶液的混合物，超声分散后，在超声条件下利用光化学还原反应，对非晶态纳米TiO₂溶胶进行等离子体异质结结构改性；

步骤2）中晶型转换控制剂的用量与过氧化钛的摩尔比为0.05~2:1；所述晶型转换控制剂为纳米SiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃、WO₃、Sr(TiO₃)中的任意一种或几种；

步骤3）中超声分散的条件为：超声功率400~1000W，时间为5~30min；光化学还原反应的条件为：光照波长245~400nm，光照强度1~20mw/cm²，反应温度20~60℃，反应时间0.5~2小时。

4.根据权利要求3所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶的制备方法，其特征在于：步骤1）中液相法制备过氧化钛水溶液的具体操作包括：将钛酸酯或钛酸盐在激烈搅拌条件下溶于酸性水溶液中，加碱经水解反应得Ti(OH)₄沉淀，再将Ti(OH)₄沉淀搅拌分散于双氧水中制得；

所述酸性水溶液为pH=1的盐酸、硝酸或硫酸的水溶液；

所述钛酸酯为有机钛酸酯，所述钛酸盐为钛的无机盐；其在酸性水溶液中的摩尔浓度为0.1~2mol/L；

所述水解反应的条件为：温度0~20℃，pH值6~10，反应时间为0.5~2小时；

Ti(OH)₄与双氧水的摩尔比为1：20~4。

5.根据权利要求3所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶的制备方法，其特征在于：步骤2）中加热回流的温度为60~100℃，回流时间为1~12小时。

6.根据权利要求3所述非晶态等离子体异质结纳米TiO₂溶胶的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述贵金属盐水溶液中贵金属离子的浓度为1~3000ppm；

所述贵金属盐为贵金属氯化物或贵金属硝酸盐。