[发明专利]表面龟裂法制备碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种表面龟裂法制备碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料的方法。该方法过程包括：将二氧化钛P25粉末、乙基纤维素分别配制成乙醇溶液，加入松油醇、正丁醇，水浴反应，蒸出乙醇，研磨后得到二氧化钛料浆；通过丝网印刷技术将二氧化钛料浆印刷到导电玻璃上，在温度80℃~150℃下干燥，产生龟裂痕迹；将九水合硝酸铝配制为乙醇溶液，加入碳纳米管，制得碳纳米管悬浮液；在悬浮液中，以二氧化钛纳米微晶薄膜为阴极，铂电极为阳极，在15V电压条件下进行10~60s电泳沉积，得到该复合材料。本发明的优点在于，简单易行，能耗低，制备周期短，易于工业化批量生产，并且制得的复合材料利于染料敏化太阳能电池效率的提升。

主权项

一种表面龟裂法制备碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料的方法，其特征在于包括以下过程： 1）将掺氟氧化锡导电玻璃分别依次在乙醇、丙酮、去离子水中超声清洗，自然干燥备用；2）将二氧化钛P25粉末、乙基纤维素分别加入到无水乙醇中，制得质量分数为30%~45%的二氧化钛乙醇溶液和质量分数为10%~20%的乙基纤维素乙醇溶液，按两种溶液体积比为1:1进行均匀混合得到混合溶液，按松油醇、正丁醇分别与二氧化钛P25粉末质量比为（1.5~2）:1和（1~2）:1将它们加入混合溶液中，继续搅拌，混合均匀后，在温度80℃~90℃条件下进行水浴反应，蒸出乙醇，制得的胶体经研磨得到二氧化钛料浆；3）将步骤1）处理后的掺氟氧化锡导电玻璃固定于丝网印刷机上，然后通过丝网印刷技术将步骤2）得到的料浆印刷到掺氟氧化锡导电玻璃上，形成厚度1.5μm~2.5μm的二氧化钛纳米微晶薄膜，将该薄膜在温度80℃~150℃下干燥，使其产生龟裂痕迹；4）称取九水合硝酸铝，加入到无水乙醇中，配制4×10‑3mol·L‑1~5×10‑3mol·L‑1的硝酸铝乙醇溶液，向该溶液中加入碳纳米管，配制成碳纳米管固含量为0.04%~0.05%，的碳纳米管悬浮液；5）在步骤4）得到的碳纳米管悬浮液中，以步骤3）得到的二氧化钛纳米微晶薄膜作为阴极，以铂电极作为阳极，在15V电压条件下进行10~60s电泳沉积，得到碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料。