[发明专利]一种多孔TiO2

说明书

本发明公开了一种多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法，包括以下步骤：S1：将TiO₂置于450‑550℃的环境下保温2‑4h，保温结束后自然冷却；S2：将纳米纤维素悬浮液真空抽滤，干燥得到纳米纤维素膜，并将其置于磁控溅射装置中，以步骤S1中的TiO₂为靶材进行磁控溅射；S3：步骤S2结束后，将磁控溅射装置中的靶材更换为金属钛，再次进行磁控溅射，磁控溅射后得到复合膜半成品；S4、将复合膜半成品作为阳极进行阳极氧化，氧化处理后将制得的样品用去离子水清洗，自然干燥得到成品。本发明可以将TiO₂材料与纳米纤维素一体化，提高了成品的半导体材料性能。

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，具体涉及一种多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法。

背景技术

随着现代工业技术的发展，全球环境问题日益凸显，人们对环境中污染成分的检测和治理技术更加关注。纳米二氧化钛(TiO₂)以其优异的光催化性能、气体敏感性能、不产生二次污染等优点，成为热门半导体材料之一。另外，由于多孔不规则形貌TiO₂纳米管具有大比表面积，表面形貌特殊，势必将为光催化性能的提升，带来更多的可能性。尤其在柔性器件迅速发展的当下，如何在保证纳米TiO₂材料特性的基础上获得柔性功能材料，是亟待解决的问题。

纳米纤维素本身具有良好的生物相容性、可再生性、可生物降解性和机械性能，且纤维之间彼此交错连接，易形成便于离子和电子传输的多孔结构。因此，从环境保护和再生资源高值化利用的角度，由纳米纤维素为原料制备绿色可再生柔性功能性复合膜材料的开发和应用是有效的研究方向。

然而，目前用于光催化或敏感性能分析的半导体材料基本采用涂覆法加工至基质材料上，该种方法无法使催化材料与柔性基底材料紧密结合，为纳米TiO₂材料的制备及应用造成阻碍。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法。本发明可以将TiO₂材料与纳米纤维素一体化，提高了成品的半导体材料性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种多孔 TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法，包括以下步骤：

S1：将TiO₂置于450-550℃的环境下保温2-4h，保温结束后自然冷却；

S2：将纳米纤维素悬浮液真空抽滤，干燥得到纳米纤维素膜，并将其置于磁控溅射装置中，以步骤S1中的TiO₂为靶材进行磁控溅射；

S3：步骤S2结束后，将磁控溅射装置中的靶材更换为金属钛，再次进行磁控溅射，磁控溅射后得到复合膜半成品；

S4、将复合膜半成品作为阳极接电源正极进行氧化处理，氧化处理后将制得的样品用去离子水清洗，自然干燥得到成品。

上述的多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法，步骤S2中，所述的纳米纤维素悬浮液的浓度为0.05-0.3％。

前述的多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法，在TiO₂为靶材进行磁控溅射时，通入氩气作为工作气体，溅射功率为150-350W,溅射时间为30min-2h。

前述的多孔TiO₂纳米纤维素网络复合膜的原位生长制备方法，步骤S3中，通入氩气作为工作气体，溅射功率为50-100W,溅射时间为90-450s。