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具有普適性的AU修飾氧化物半導體的制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610001783.4

申請日:

2016.01.05

公開號:

CN105537620A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):B22F 9/24申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 9/24申請日:20160105|||公開
IPC分類號: B22F9/24 主分類號: B22F9/24
申請人: 河南師范大學
發明人: 徐芳; 白丹丹; 黨治國; 武大鵬; 高志勇; 蔣凱
地址: 453007 河南省新鄉市牧野區建設東路46號
優先權:
專利代理機構: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107 代理人: 路寬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610001783.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.04.03|||2016.08.17|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法,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量濃度為2g/L;(2)將氧化物半導體浸入步驟(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修飾氧化物半導體。本發明操作簡單,成本低廉,便于大范圍推廣應用。

權利要求書

1.具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法,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0.01~0.1mmol/L,聚乙烯吡咯烷酮的質量濃度為2g/L;(2)將氧化物半導體浸入步驟(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修飾氧化物半導體。2.根據權利要求1所述的具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法,其特征在于:所述的氧化物半導體為TiO2、ZnO、WO3、Fe2O3或BiVO4。

說明書

具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法

技術領域

本發明屬于復合材料的合成技術領域,具體涉及一種具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法。

背景技術

氧化物半導體材料由于其原料來源廣泛、價格低廉、在水溶液中穩定性好被廣泛用于光催化、光電催化和傳感器等領域。尤其是TiO2、ZnO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。

為了提高氧化物對入射光的捕獲能力,通常利用元素摻雜、窄帶隙半導體敏化、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效應、熱電子注入效應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定性,因此等離子金屬修飾的金屬氧化物的穩定性也有一定提高。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的吸收,而且Au在水溶液中具有良好的穩定性。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定性。

公開號為CN103872174A的專利公開了一種Au修飾TiO2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TiO2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體表面生長Au納米顆粒的方法是非常必要的。

發明內容

本發明解決的技術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修飾氧化物半導體的制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案,具有普適性的Au修飾氧化物半導體的制備方法,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0.01~0.1mmol/L,聚乙烯吡咯烷酮的質量濃度為2g/L;(2)將氧化物半導體浸入步驟(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修飾氧化物半導體。

進一步限定,所述的氧化物半導體為TiO2、ZnO、WO3、Fe2O3或BiVO4。

本發明利用原位光還原法合成Au修飾氧化物半導體,不僅操作簡單,而且具有普適性。

附圖說明

圖1是WO3納米棒陣列和Au修飾WO3納米棒陣列的場發射掃描電鏡圖,其中(a)為WO3納米棒陣列,(b)為Au修飾WO3納米棒陣列。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明,但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例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0.01mmol/L,聚乙烯吡咯烷酮的質量濃度為2g/L;

(2)將氧化物半導體WO3浸入步驟(1)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。

圖1是WO3納米棒陣列和Au修飾WO3納米棒陣列的場發射掃描電鏡圖,其中(a)為WO3納米棒陣列,(b)為Au修飾WO3納米棒陣列。圖1(a)中WO3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。

實施例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0.1mmol/L,聚乙烯吡咯烷酮的質量濃度為2g/L;

(2)將氧化物半導體TiO2浸入步驟(1)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TiO2納米棒陣列。

實施例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量濃度為2g/L;

(2)將氧化物半導體Fe2O3浸入步驟(1)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。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點,本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明原理的范圍下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。

關 鍵 詞:
具有 普適性 AU 修飾 氧化物 半導體 制備 方法
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