[发明专利]一种氧缺陷的一水合三氧化钨/碳化钛纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种氧缺陷的一水合三氧化钨/碳化钛纳米复合材料的制备方法。包括：(1)将钨酸钠和柠檬酸溶解，加葡萄糖、酸搅拌成混合溶液；(2)混合溶液反应后冷却，离心、洗涤、干燥，得WO₃·H₂O；(3)向氢氟酸溶液中加Ti₃AlC₂并搅拌，然后过滤，过滤物加去离子水离心，调节pH值，得沉淀物；(4)沉淀物烘干后加有机溶剂，超声处理，离心、洗涤、干燥得碳化钛；(5)将碳化钛溶解后与WO₃·H₂O反应，然后冷却，通氮气、离心、洗涤，得WO₃·H₂O/Ti₃C₂。本发明制备方法简单、反应条件温和，制备的复合材料光电化学活性好、阻抗低、电子转移效率高，在光催化、光化学和电化学传感领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种氧缺陷的一水合三氧化钨/碳化钛纳米复合材料的制备方法。

背景技术

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料，其中最典型的是碳化钛(Ti₃C₂)纳米材料，这种纳米材料具有独特的类石墨烯层状结构，较大的比表面积和稳定结构，可作为电极的增敏材料，用于制作性能良好的电化学修饰电极，分析检测生物小分子，为电化学传感领域的发展开辟新途径。此外，Ti₃C₂也是一种比较理想的掺杂材料，由于层间距精确可控，在不引入官能团的前提下就能有着良好的选择性，所以从理论上引入官能团后，其选择性也能超越掺杂石墨烯，所以这种材料也成了继石墨烯之后的热点之一。

三氧化钨(WO₃)是一种n型间接带隙半导体材料，具有与太阳光较为匹配的能带结构(E_g＝2.5-2.8eV)、适当的空穴扩散距离(～150nm)和较快的电子迁移率(约12cm² V^-1s^-1)。同时，WO₃具有较高的价带能3.0eV(vs.NHE)，大于O₂/H₂O(1.23V vs.NHE)氧化还原电位，因此其光生空穴具有较强的氧化能力，是一种优秀的光电极材料。然而在与硅这种半导体材料常温下的禁带宽度相比的情况下，WO₃的禁带宽度还是显得略大，这也为它在制成半导体元器件时带来了一些麻烦。为了提升其电化学性能，需要进一步对WO₃进行改性，其中与其它材料复合是最有效的改性策略之一。