納米管陣列材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及銀納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有關(guān)Ag摻雜二氧化鈦納米管陣列的制備方法現(xiàn)已有紫外光催化還原法，化學(xué)還原法，熱沉積法，脈沖激光沉積法等。紫外光還原，化學(xué)還原，熱沉積，脈沖激光沉積是將附著在納米管陣列上的銀離子還原成Ag單質(zhì)而實現(xiàn)二氧化鈦納米管陣列的表面修飾。而銀離子的摻雜大部分使用浸漬法來實現(xiàn)。浸漬法與紫外光還原聯(lián)合實現(xiàn)Ag在二氧化鈦納米管陣列上的摻雜時，Ag的顆粒一般比較大，且在二氧化鈦納米管陣列上分布不均勻，使二氧化鈦納米管陣列的光催化活性并沒有得到有效的提高，甚至降低其光催化活性。因此Ag于二氧化鈦納米管陣列上摻雜主要集中在尺寸、形貌和金屬粒子分散性等的控制生長上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有方法制備的Ag摻雜二氧化鈦納米管陣列材料，存在載銀顆粒大、于納米管陣列上分布不均勻，進而無法有效提高甚至降低T12納米管陣列光催化活性的問題，而提供一種超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列材料的方法。
[0004]超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面Ti02納米管陣列材料的方法，按以下步驟進行:
[0005]—、配置電導(dǎo)液:按體積比(I?3):1將丙三醇和去離子水混合，然后加入氟化銨至終濃度為0.25mol/L，超聲溶解并除去氣體；
[0006]二、采用步驟一中配置的電導(dǎo)液，以鈦板為陽極，雙石墨板為陰極，在20?25°C下調(diào)節(jié)電流1.5?3A，直流電壓為20?25V的條件下陽極氧化反應(yīng)1.5?3h，在鈦板上制得雙面T12薄膜，經(jīng)洗凈、干燥后在400?500°C下高溫煅燒3?5h，獲得銳鈦礦相的雙面T12納米管陣列，然后裝入石英管里；
[0007]三、按體積比1:(3?5)將無水乙醇和去離子水混合，然后加入硝酸銀至終濃度為2.0g/L，倒入超聲霧化儀中形成含Ag+的霧狀小液滴，再通過硅膠導(dǎo)管引到步驟二中所述的石英管里，同時在氮氣氛下，使用雙IlW紫外燈照射25?35min，即完成超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列材料。
[0008]本發(fā)明制備的雙面T12納米管陣列，通過改變陽極氧化電壓，氧化時間和電解液濃度，制得排列整齊，管徑均勻的雙面T12納米管陣列，為后續(xù)過程的均勻載銀提供了先決條件。
[0009]本發(fā)明采用超聲霧化法載銀，硝酸銀溶液在超聲霧化儀的作用下被激發(fā)成含Ag+的小液滴被附著在制得的雙面T12納米管的表面，在紫外光照射下，T12半導(dǎo)體價帶(VB)中的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶(CB)上，形成光生空穴(h+)和光生電子(e—)，光生電子與Ti02表面接觸的Ag+結(jié)合，發(fā)生還原反應(yīng)得到單質(zhì)Ag，光生空穴與水和氧氣結(jié)合反應(yīng)生成雙氧水，雙氧水在紫外光線輻射下發(fā)生均裂而生成羥基自由基，羥基自由基與霧狀液滴中的乙醇發(fā)生氧化反應(yīng)最終生成二氧化碳和水，而在這個過程中大部分的乙醇和水在紫外光照射下通過蒸發(fā)過程由液態(tài)變成了氣態(tài)。這種霧化法通過含Ag+的霧狀小液滴在T12納米管上的附著而實現(xiàn)Ag納米粒子以較小尺寸完成雙面T12納米管陣列的表面修飾。且Ag納米粒子在雙面T12納米管陣列上分布均勻，明顯優(yōu)于浸漬法中載銀銀粒子較大且分布不均勻的情況，從而避免紫外光還原過程中Ag粒子的不均勻團聚而影響T12納米管陣列的光催化活性。
[0010]本發(fā)明中所用材料廉價易得，操作簡便，反應(yīng)條件溫和，適用于實驗室大規(guī)模制備乃至工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011]本發(fā)明中超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面Ti02納米管陣列可廣泛用作冷凝廢水的回收利用，光催化降解污染物和光催化降解水制氫等方面。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例中未摻銀的T12納米管的SEM圖；
[0013]圖2為實施例中未摻銀的T12納米管的截面SEM圖；
[0014]圖3為實施例中超聲霧化一紫外光還原制備雙面Ag/Ti02復(fù)合材料的SEM圖；
[0015]圖4為實施例中未摻銀的T12納米管的XRD圖；
[0016]圖5為實施例中是超聲霧化一紫外光還原制備雙面Ag/Ti02復(fù)合材料的XRD圖；
[0017]圖6為實施例中未摻銀的T12納米管陣列XPS擬合峰Ti2p峰分析圖；
[0018]圖7為實施例中未摻銀的T12納米管陣列XPS擬合峰Ols峰分析圖；
[0019]圖8為實施例中超聲霧化一紫外光還原制備雙面Ag/Ti02復(fù)合材料的XPS擬合峰Ag3d分析圖；
[0020]圖9為實施例中超聲霧化一紫外光還原制備雙面Ag/Ti02復(fù)合材料的XPS擬合峰01S峰分析圖；
[0021]圖10為實施例中超聲霧化一紫外光還原制備雙面Ag/Ti02復(fù)合材料的XPS擬合峰Ti2p峰分析圖；
[0022]圖11為實施例中浸漬法(400W高壓汞燈還原)制備摻銀T12納米管陣列FE—SEM圖；
[0023]圖12為實施例中浸漬法(紫外光還原)制備摻銀T12納米管陣列SEM圖。
[0024]圖13為實施例中制備雙面T12納米管的陽極氧化反應(yīng)器示意圖；
[0025]圖14為實施例中Ag納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列制備反應(yīng)器示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0027]【具體實施方式】一:本實施方式超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列材料的方法，按以下步驟進行:
[0028]一、配置電導(dǎo)液:按體積比(I?3):1將丙三醇和去離子水混合，然后加入氟化銨至終濃度為0.25mol/L，超聲溶解并除去氣體；
[0029]二、采用步驟一中配置的電導(dǎo)液，以鈦板為陽極，雙石墨板為陰極，在20?25°C下調(diào)節(jié)電流1.5?3A，直流電壓為20?25V的條件下陽極氧化反應(yīng)1.5?3h，在鈦板上制得雙面T12薄膜，經(jīng)洗凈、干燥后在400?500°C下高溫煅燒3?5h，獲得銳鈦礦相的雙面T12納米管陣列，然后裝入石英管里；
[0030]三、按體積比1:(3?5)將無水乙醇和去離子水混合，然后加入硝酸銀至終濃度為2.0g/L，倒入超聲霧化儀中形成含Ag+的霧狀小液滴，再通過硅膠導(dǎo)管引到步驟二中所述的石英管里，同時在氮氣氛下，使用雙IlW紫外燈照射25?35min，即完成超聲霧化一紫外光還原聯(lián)合制備銀納米粒子表面修飾雙面T12納米管陣列材料。
[0031]本實施方式中石墨板為市售產(chǎn)品。
[0032]本實施方式步驟三中含Ag+的霧狀小液滴，再通過硅膠導(dǎo)管引到步驟二中所述的石英管里，被附著在T12納米管的表面。
[0033]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟一中按體積比2:1將丙三醇和去離子水混合。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0034]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，步驟二中在20°C下調(diào)節(jié)電流2A，直流電壓為25V的條件下陽極氧化反應(yīng)2h。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0035]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，步驟二中在22°C下調(diào)節(jié)電流2.5A，直流電壓為20V的條件下陽極氧化反應(yīng)2.5h。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0036]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是，步驟二中步驟二中鈦板在使用前進行預(yù)處理:取厚度為0.5mm，純度>99.5 %的鈦板，切成12cm X 2cm的規(guī)格，分別用200目、400目的砂紙進行粗磨和拋光，然后依次用丙酮和去離子水進行清洗，吹干備用。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0037]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之