具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化物半導(dǎo)體材料由于其原料來源廣泛、價(jià)格低廉、在水溶液中穩(wěn)定性好被廣泛用于光催化、光電催化和傳感器等領(lǐng)域。尤其是Ti02、Zn0等二元氧化物合成方法簡單、成本低廉、易于大范圍推廣使用，被廣泛用于光催化降解污染物、光催化水分解和光電催化水分解等領(lǐng)域。但是，這里氧化物帶隙比較寬，主要利用太陽光譜中的紫外光部分，對于可見以及近紅外光的利用率還比較低。
[0003]為了提高氧化物對入射光的捕獲能力，通常利用元素?fù)诫s、窄帶隙半導(dǎo)體敏化、染料敏化和等離子共振金屬修飾等方法。其中等離子共振金屬修飾通常利用Au、Ag等貴金屬修飾在氧化物表面，利用金屬的局域場增強(qiáng)效應(yīng)、熱電子注入效應(yīng)提高對入射光的吸收和光生電荷的傳輸、分離效率。此外，貴金屬在水溶液中具有良好的穩(wěn)定性，因此等離子金屬修飾的金屬氧化物的穩(wěn)定性也有一定提高。尺寸在20?50nm的Au納米顆粒的表面等離子共振波長在540nm左右，Au修飾可以顯著提高氧化物在可見光區(qū)的吸收，而且Au在水溶液中具有良好的穩(wěn)定性。所以在氧化物表面修飾Au納米顆粒不僅能提高氧化物的光催化和光電催化性能，還可以提高催化劑的穩(wěn)定性。
[0004]公開號(hào)為CN103872174A的專利公開了一種Au修飾T12納米棒陣列光陽極的制備方法，該方法采用電沉積的方法在T12表面生長Au納米顆粒。這種方法不適于大范圍推廣且不具有普適性，因此尋找一種具有普適性的在氧化物半導(dǎo)體表面生長Au納米顆粒的方法是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種操作簡單且成本低廉的具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法，其特征在于具體步驟為:(I)將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.01?0.lmmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L; (2)將氧化物半導(dǎo)體浸入步驟(I)得到的混合溶液中，在紫外光下照射10-30分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾氧化物半導(dǎo)體。
[0007]進(jìn)一步限定，所述的氧化物半導(dǎo)體為Ti02、Zn0、W03、Fe203或BiV04。
[0008]本發(fā)明利用原位光還原法合成Au修飾氧化物半導(dǎo)體，不僅操作簡單，而且具有普適性。
【附圖說明】
[0009]圖1是WO3納米棒陣列和Au修飾WO3納米棒陣列的場發(fā)射掃描電鏡圖，其中(a)為TO3納米棒陣列，(b)為Au修飾W03納米棒陣列。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0011]實(shí)施例1
(1)將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.0lmmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L;
(2)將氧化物半導(dǎo)體WO3浸入步驟(I)得到的混合溶液中，在紫外光下照射30分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾WO3納米棒陣列。
[0012]圖1是WO3納米棒陣列和Au修飾WO3納米棒陣列的場發(fā)射掃描電鏡圖，其中(a)為TO3納米棒陣列，(b)為Au修飾W03納米棒陣列。圖1(a)中W03納米棒陣列表面光滑，而圖1(b)中WO3納米棒變的粗糙，表示Au納米顆粒分散在WO3納米棒陣列表面。
[0013]實(shí)施例2
(1)將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.lmmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L;
(2)將氧化物半導(dǎo)體T12浸入步驟(I)得到的混合溶液中，在紫外光下照射10分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾T12納米棒陣列。
[0014]實(shí)施例3
(1)將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.05mmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L;
(2)將氧化物半導(dǎo)體Fe2O3浸入步驟(I)得到的混合溶液中，在紫外光下照射20分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾Fe2O3納米棒陣列。
[0015]以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法，其特征在于具體步驟為:(1)將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.0l?0.lmmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L; (2)將氧化物半導(dǎo)體浸入步驟(I)得到的混合溶液中，在紫外光下照射10-30分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾氧化物半導(dǎo)體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法，其特征在于:所述的氧化物半導(dǎo)體為Ti02、Zn0、W03、Fe203或BiV04。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有普適性的Au修飾氧化物半導(dǎo)體的制備方法，具體步驟為：（1）將HAuCl4溶于無水乙醇，再加入聚乙烯吡咯烷酮并攪拌均勻得到混合溶液，混合溶液中HAuCl4的摩爾濃度為0.01~0.1mmol/L，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為2g/L；（2）將氧化物半導(dǎo)體浸入步驟（1）得到的混合溶液中，在紫外光下照射10~30分鐘，然后將樣品取出清洗并自然晾干得到Au修飾氧化物半導(dǎo)體。本發(fā)明操作簡單，成本低廉，便于大范圍推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號(hào)】CN105537620
【申請?zhí)枴緾N201610001783
【發(fā)明人】徐芳, 白丹丹, 黨治國, 武大鵬, 高志勇, 蔣凱
【申請人】河南師范大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月5日