CN1404919A - 界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,涉及一种利用溶胶-凝胶法制备SnO2/TiO2界面复合薄膜光催化剂的方法。该方法在已成晶相的SnO2薄膜表面镀TiO2薄膜,形成SnO2/TiO2界面复合纳米薄膜光催化剂。利用扫描电镜、拉曼、紫外-可见光谱和俄歇电子微探针技术研究了复合半导体薄膜光催化剂的表面形貌和结构;利用静态光催化评价装置评价了复合半导体薄膜光催化剂的活性。制备出的SnO2/TiO2界面复合纳米薄膜光催化剂界面突出,较纯SnO2、TiO2及由混合溶胶法(复合型)制备的SnO2-TiO2复合薄膜催化剂体现出高的光催化活性。在整个制备方法中,原料价廉,工艺简单,易于工业化,具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用溶胶-凝胶法制备SnO2/TiO2或/TiO2/SnO2界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的方法,属化学化工领域。
背景技术
利用SnO2-TiO2复合半导体可扩展光谱响应范围,增强光生电子-空穴对的分离,进而提高光电转换效率。现有的制备SnO2-TiO2复合半导体的方式大体上可分为两种:复合型和包覆型。复合型是将SnO2、TiO2两种前躯体溶胶混合;包覆型是先生成一种半导体的核,再在核外生成另一种半导体对其进行包覆。两者复合方式的共同点是最后一起煅烧形成复合粒子,具有粒子易于团聚、界面不明显等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种SnO2/TiO2界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,该方法是在已经结晶完好的一种半导体薄膜表面上再镀上另一种薄膜,使其形成一种具有表面均匀、晶相结构完好、光吸收性能好、界面突出、光催化活性高的界面复合纳米薄膜光催化剂。
本发明的技术方案如下:
一种SnO2(n)/TiO2(n)界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)将经过预处理的基底浸于SnO2溶胶中,用提拉法进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3~10℃/min的速度升温到400~600℃,于此温度下保温10~60min,自然冷却到室温,即形成SnO2薄膜光催化剂;重复镀n次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(n)薄膜;
(2)将SnO2(n)薄膜浸于TiO2溶胶中,按步骤(1)进行镀膜和热处理,重复n次,每一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(n)/TiO2(n)复合半导体纳米薄膜光催化剂。其中n=1~8。
本发明还可按步骤(1)先制备TiO2(n)薄膜,然后将TiO2(n)薄膜浸于SnO2溶胶中,再进行镀膜和热处理,重复n次,则可形成TiO2(n)/SnO2(n)半导体纳米薄膜光催化剂。其中n=1~8。
本发明还提供了一种[SnO2(1)/TiO2(1)]×n界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)将经过预处理的基底浸于SnO2溶胶中,用提拉法或匀胶法进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3~10℃/min的速度升温到400~600℃,于此温度下保温10~60min,自然冷却到室温,即形成SnO2(1)薄膜光催化剂;
(2)将SnO2(1)薄膜浸于TiO2溶胶中,按步骤(1)进行镀膜和热处理,得到结构式为SnO2(1)/TiO2(1)的单个单元结复合薄膜光催化剂;
(3)将SnO2(1)/TiO2(1)复合薄膜光催化剂重复进行步骤(1)和(2)处理,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×2复合薄膜光催化剂,如此重复镀n个单元结,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×n复合薄膜光催化剂。其中n=1~8。
本发明还可先在基底上镀TiO2(1)薄膜,再镀SnO2(1)薄膜,得到结构式为TiO2(1)/SnO2(1)的单个单元结复合薄膜光催化剂,如此重复镀n个单元结,得到[TiO2(1)/SnO2(1)]×n复合薄膜光催化剂。其中n=1~8。
利用本发明制备出的SnO2/TiO2或TiO2/SnO2复合半导体薄膜光催化剂,具有薄膜表面均匀、晶相结构完好、光吸收性能好、界面突出、光催化活性高的特点。以甲醛的气相静态光催化降解为评价反应(甲醛初始浓度为13μM,254nm处光强为116μW/cm2),30min时由本发明制备出的SnO2(1)/TiO2(1)复合半导体薄膜光催化剂的转化率为100%;SnO2(1)半导体薄膜的转化率为1%;TiO2(1)半导体薄膜光催化剂的转化率为5%;由混合溶胶法制备出的SnO2-TiO2复合半导体薄膜光催化剂的转化率为10%。说明SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的光催化活性要高于纯的SnO2或TiO2薄膜,并且也高于由混合溶胶法制备出的SnO2-TiO2复合半导体薄膜光催化剂。该方法充分体现出了薄膜间的界面作用,光生电子和空穴在界面处可发生有效分离。
附图说明
图1为SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的紫外-可见光谱。该图说明SnO2/TiO2复合半导体薄膜的吸收阈值与TiO2基本相同,但吸收强度略有增加。
图2为TiO2(1)、SnO2(1)、SnO2(1)/TiO2(1)、TiO2(1)/SnO2(1)、SnO2-TiO2五种样品在光照30min时降解甲醛的转化率。该图说明SnO2(1)/TiO2(1)复合半导体薄膜光催化剂的光催化活性要高于纯的SnO2(1)或TiO2(1)薄膜,并且也高于由混合溶胶法制备出的SnO2-TiO2复合半导体薄膜光催化剂。并且复合的顺序很重要,以先镀SnO2薄膜再镀TiO2薄膜的方式得到的SnO2(1)/TiO2(1)复合光催化剂活性最好。
图3为SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的拉曼谱图。该图中SnO2/TiO2复合半导体薄膜既体现出锐钛矿型TiO2的特征峰又体现出金红石型SnO2的特征峰。
图4为SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的俄歇电子能谱。该图充分说明制备出的是SnO2/TiO2界面复合半导体薄膜,SnO2、TiO2两种半导体薄膜在界面处存在着扩散。
具体实施方式
本发明中使用的前驱体:TiO2溶胶、SnO2溶胶(自制);载玻片、不锈钢、硅片、铝基底(市售)。
对于TiO2溶胶的制备,请参见“用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法”(朱永法,张利,谭瑞琴,公开号:CN 1342517A)中TiO2溶胶的制备。对于SnO2溶胶的制备,请见如下参考文献:1:真空科学与技术,1997,17(2),73-78;2:Thin SolidFilms,1998,317,443-445
实施例一:
(1)TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备
将8ml钛酸正丁酯(分析纯)搅拌下滴入80ml无水乙醇中,再加入1ml二乙醇胺(溶胶稳定剂)配成溶液,超声振荡15min,将此溶液密闭保存3天后,加入95%浓度的含水酒精40ml,再密闭保存进行成胶化2天,制得均匀透明的TiO2溶胶。
将11.2816g SnCl2·2H2O(分析纯)溶于50ml无水乙醇中,超声振荡后得无色透明溶液,再加入0.18ml丙三醇(溶胶稳定剂)配成溶液,超声振荡15min,将此溶液回流浓缩(水浴80-90℃)1小时,溶液颜色变为淡黄;将此淡黄色溶液置于饱和水蒸气下5天,使其发生水解与聚合反应;再于40℃水浴下陈化12小时,制得桔黄色透明SnO2溶胶。
(2)TiO2(1)及SnO2(1)薄膜的制备
将经过预处理的载玻片,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温,即形成TiO2(1)薄膜光催化剂。
将经过预处理的载玻片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温,即形成SnO2(1)薄膜光催化剂。
(3)SnO2(1)/TiO2(1)及TiO2(1)/SnO2(1)复合半导体薄膜光催化剂的制备
将经过预处理的载玻片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温;再浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温,即形成SnO2(1)/TiO2(1)复合半导体薄膜光催化剂。
将经过预处理的载玻片,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2 cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温;再浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为2.2cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以5℃/min的速度升温到500℃,于此温度下保温30min,自然冷却到室温,即形成TiO2(1)/SnO2(1)复合半导体薄膜光催化剂。
对制得的TiO2(1)、SnO2(1)、SnO2(1)/TiO2(1)及TiO2(1)/SnO2(1)薄膜样品进行电镜分析的结果表明,薄膜催化剂表面均匀。薄膜的紫外-可见光谱(见附图1)表明SnO2/TiO2复合半导体薄膜的吸收阈值与TiO2基本相同,但吸收强度略有增加。甲醛的静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为13μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明(见附图2),30min时SnO2(1)/TiO2(1)薄膜的转化率为100%;SnO2(1)半导体薄膜的转化率为1%;TiO2(1)半导体薄膜光催化剂的转化率为5%;TiO2(1)/SnO2(1)薄膜光催化剂的转化率为8%;由混合溶胶法(复合型)制备出的SnO2-TiO2复合半导体薄膜光催化剂的转化率为10%。说明SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的光催化活性要高于纯的SnO2或TiO2薄膜,并且也高于由混合溶胶法(复合型)制备出的SnO2-TiO2复合半导体薄膜光催化剂。并且复合的顺序很重要,以先镀SnO2薄膜再镀TiO2薄膜的方式得到的SnO2/TiO2复合光催化剂活性最好。
实施例二:
TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备如实施例一。
(1)TiO2(3)及SnO2(3)薄膜的制备
将经过预处理的不锈钢片,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为1.5cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温60min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到TiO2(3)薄膜。
将经过预处理的不锈钢片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为1.5cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温60min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(3)薄膜。
(2)SnO2(4)/TiO2(4)及TiO2(4)/SnO2(4)复合半导体薄膜光催化剂的制备
将经过预处理的不锈钢片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为1.5cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温60min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(3)薄膜。将SnO2(3)薄膜,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为1.5cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温60min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(3)/TiO2(3)薄膜。
对制得的TiO2(3)、SnO2(3)、SnO2(3)/TiO2(3)及TiO2(3)/SnO2(3)薄膜样品进行拉曼光谱分析(见附图3)表明,纯TiO2薄膜为锐钛矿型结构;纯SnO2薄膜为金红石型结构;复合半导体薄膜既体现出锐钛矿型TiO2的特征峰又体现出金红石型SnO2的特征峰,是两者的混晶。SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化剂的俄歇电子能谱(见附图4)表明,SnO2、TiO2两种半导体薄膜在界面处存在着扩散。甲醛的静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为40μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明,15min时SnO2(3)/TiO2(3)薄膜的转化率为60%;SnO2(3)半导体薄膜的转化率为4%;TiO2(3)半导体薄膜光催化剂的转化率为20%;TiO2(3)/SnO2(3)薄膜光催化剂的转化率为10%,说明SnO2(3)/TiO2(3)复合样品的活性大于纯样品,并且以先镀SnO2薄膜再镀TiO2薄膜的方式得到的SnO2/TiO2复合光催化剂活性好。
实施例三:
TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备如实施例一。
(1)TiO2(2)及SnO2(2)薄膜的制备
将经过预处理的硅片,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,重复镀2次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到TiO2(2)薄膜。
将经过预处理的硅片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,重复镀2次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(2)薄膜。
(2)[SnO2(1)/TiO2(1)]×2及[TiO2(1)/SnO2(1)]×2复合半导体薄膜光催化剂的制备:
将经过预处理的硅片,浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,再浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,得到SnO2(1)/TiO2(1)复合薄膜光催化剂。如此进行2个循环,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×2复合半导体薄膜光催化剂。
将经过预处理的硅片,浸于TiO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,再浸于SnO2溶胶中,用提拉法(速度为6.0cm/min)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温10min,自然冷却到室温,得到TiO2(1)/SnO2(1)复合薄膜光催化剂。如此进行2个循环,得到[TiO2(1)/SnO2(1)]×2复合半导体薄膜光催化剂。
对TiO2(2)、SnO2(2)、[SnO2(1)/TiO2(1)]×2及[TiO2(1)/SnO2(1)]×2薄膜进行的甲醛静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为30μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明,20min时[SnO2(1)/TiO2(1)]×2薄膜的转化率为72%;SnO2(2)半导体薄膜的转化率为8%;TiO2(2)半导体薄膜光催化剂的转化率为15%;[TiO2(1)/SnO2(1)]×2薄膜光催化剂的转化率为12%,说明[SnO2(1)/TiO2(1)]×2复合样品的活性大于纯样品,并且以先镀SnO2薄膜再镀TiO2薄膜的方式得到的交替[SnO2(1)/TiO2(1)]×2复合光催化剂活性好。
实施例四:
TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备如实施例一。
(1)TiO2(8)及SnO2(1)薄膜的制备
将TiO2溶胶滴到预处理的载玻片上,用匀胶法(速度为3500rpm,40s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以4℃/min的速度升温到450℃,于此温度下保温40min,自然冷却到室温,重复镀8次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到TiO2(8)薄膜。
将SnO2溶胶滴到预处理的载玻片上,用匀胶法(速度为3500rpm,40s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以4℃/min的速度升温到450℃,于此温度下保温40min,自然冷却到室温,得到SnO2(1)薄膜。
(2)SnO2(1)/TiO2(8)复合半导体薄膜光催化剂的制备
将SnO2溶胶滴到预处理的载玻片上,用匀胶法(速度为3500rpm,40s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以4℃/min的速度升温到450℃,于此温度下保温40min,自然冷却到室温,再用匀胶法(速度为3500rpm,40s)镀TiO2膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以4℃/min的速度升温到450℃,于此温度下保温40min,自然冷却到室温,重复镀TiO2膜8次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(1)/TiO2(8)薄膜。
对TiO2(8)、SnO2(1)及SnO2(1)/TiO2(8)薄膜进行的甲醛静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为13μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明,20min时SnO2(1)/TiO2(8)的转化率为88%;TiO2(8)的转化率为90%;SnO2(3)的转化率为10%,说明SnO2/TiO2复合样品中TiO2层的厚度达到一定值时,催化活性与纯的具有相当厚度的TiO2样品活性相差不多,即SnO2/TiO2复合半导体中TiO2层的厚度有一饱和值。
实施例五:
TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备如实施例一。
(1)TiO2(1)及SnO2(8)薄膜的制备
将TiO2溶胶滴到预处理的硅片上,用匀胶法(速度为1500rpm,60s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,得到TiO2(1)薄膜。
将SnO2溶胶滴到预处理的硅片上,用匀胶法(速度为1500rpm,60s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,重复镀8次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(8)薄膜。
(2)SnO2(1)/TiO2(1)、SnO2(8)/TiO2(1)复合半导体薄膜光催化剂的制备
将SnO2溶胶滴到预处理的硅片上,用匀胶法(速度为1500rpm,60s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,再用匀胶法镀(速度为1500rpm,60s)TiO2膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,得到SnO2(1)/TiO2(1)薄膜。
将SnO2溶胶滴到预处理的硅片上,用匀胶法(速度为1500rpm,60s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,重复镀8次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(8)薄膜;在SnO2(8)膜上再用匀胶法(速度为1500rpm,60秒)镀TiO2膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3℃/min的速度升温到400℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,得到SnO2(8)/TiO2(1)薄膜。
对TiO2(1)、SnO2(8)、SnO2(1)/TiO2(1)及SnO2(8)/TiO2(1)薄膜进行的甲醛静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为25μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明,30min时SnO2(8)/TiO2(1)的转化率为70%;SnO2(1)/TiO2(1)的转化率为68%;TiO2(1)的转化率为3%;SnO2(8)的转化率为1%,说明SnO2/TiO2复合样品活性大于纯样品,并且SnO2/TiO2复合样品中SnO2层的厚度对光催化活性无影响。
实施例六:
TiO2溶胶及SnO2溶胶的制备如实施例一。
(1)SnO2(3)/TiO2(3)复合半导体薄膜光催化剂的制备
将SnO2溶胶滴到预处理的铝片上,用匀胶法(速度为4000rpm,30s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(3)薄膜;在SnO2(3)膜上再用匀胶法(速度为4000rpm,30s)镀TiO2膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,重复镀3次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(3)/TiO2(3)薄膜。
(2)[SnO2(1)/TiO2(1)]×3复合半导体薄膜光催化剂的制备
将SnO2溶胶滴到预处理的铝片上,用匀胶法(速度为4000rpm,30s)进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,再用匀胶法(速度为4000rpm,30s)镀TiO2膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以10℃/min的速度升温到600℃,于此温度下保温20min,自然冷却到室温,得到SnO2(1)/TiO2(1)复合薄膜光催化剂。如此进行3个循环,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×3复合半导体薄膜光催化剂。
对SnO2(3)/TiO2(3)及[SnO2(1)/TiO2(1)]×3进行的甲醛静态气相光催化降解实验(甲醛初始浓度为13μM,254nm处光强为116μW/cm2)表明,20 min时SnO2(3)/TiO2(3)的转化率为80%;[SnO2(1)/TiO2(1)]×3的转化率也为80%,说明SnO2/TiO2复合样品的复合方式对样品的催化活性影响不大。
Claims (6)
1.一种SnO2(n)/TiO2(n)界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)将经过预处理的基底浸于SnO2溶胶中,用提拉法进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3~10℃/min的速度升温到400~600℃,于此温度下保温10~60min,自然冷却到室温,即形成SnO2薄膜光催化剂;重复镀n次,每镀一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(n)薄膜;
(2)将SnO2(n)薄膜浸于TiO2溶胶中,按步骤(1)进行镀膜和热处理,重复n次,每一次均在马弗炉中进行煅烧,得到SnO2(n)/TiO2(n)复合半导体纳米薄膜光催化剂。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:按步骤(1)的基本方法先制备TiO2(n)薄膜,然后将TiO2(n)薄膜浸于SnO2溶胶中,再进行镀膜和热处理,重复n次,则可形成TiO2(n)/SnO2(n)半导体纳米薄膜光催化剂。
3.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:n=1~8。
4.一种[SnO2(1)/TiO2(1)]×n界面复合半导体纳米薄膜光催化剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)将经过预处理的基底浸于SnO2溶胶中,用提拉法或匀胶法进行镀膜,在空气室温下自然干燥后,在空气气氛条件下进行煅烧,以3~10℃/min的速度升温到400~600℃,于此温度下保温10~60min,自然冷却到室温,即形成SnO2(1)薄膜光催化剂;
(2)将SnO2(1)薄膜浸于TiO2溶胶中,按步骤(1)进行镀膜和热处理,得到结构式为SnO2(1)/TiO2(1)的单个单元结复合薄膜光催化剂;
(3)将SnO2(1)/TiO2(1)复合薄膜光催化剂重复进行步骤(1)和(2)处理,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×2复合薄膜光催化剂,如此重复镀n个单元结,得到[SnO2(1)/TiO2(1)]×n复合薄膜光催化剂。
5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:先在基底上镀TiO2(1)薄膜,再镀SnO2(1)薄膜,得到结构式为TiO2(1)/SnO2(1)的单个单元结复合薄膜光催化剂,如此重复镀n个单元结,得到[TiO2(1)/SnO2(1)]×n复合薄膜光催化剂。
6.按照权利要求4或5所述的方法,其特征在于n=1~8。
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