纳米管阵列材料的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及银纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列的制备方法。
【背景技术】
[0002]有关Ag掺杂二氧化钛纳米管阵列的制备方法现已有紫外光催化还原法，化学还原法，热沉积法，脉冲激光沉积法等。紫外光还原，化学还原，热沉积，脉冲激光沉积是将附着在纳米管阵列上的银离子还原成Ag单质而实现二氧化钛纳米管阵列的表面修饰。而银离子的掺杂大部分使用浸渍法来实现。浸渍法与紫外光还原联合实现Ag在二氧化钛纳米管阵列上的掺杂时，Ag的颗粒一般比较大，且在二氧化钛纳米管阵列上分布不均匀，使二氧化钛纳米管阵列的光催化活性并没有得到有效的提高，甚至降低其光催化活性。因此Ag于二氧化钛纳米管阵列上掺杂主要集中在尺寸、形貌和金属粒子分散性等的控制生长上。
【发明内容】
[0003]本发明目的是为了解决现有方法制备的Ag掺杂二氧化钛纳米管阵列材料，存在载银颗粒大、于纳米管阵列上分布不均匀，进而无法有效提高甚至降低T12纳米管阵列光催化活性的问题，而提供一种超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列材料的方法。
[0004]超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面Ti02纳米管阵列材料的方法，按以下步骤进行:
[0005]—、配置电导液:按体积比(I?3):1将丙三醇和去离子水混合，然后加入氟化铵至终浓度为0.25mol/L，超声溶解并除去气体；
[0006]二、采用步骤一中配置的电导液，以钛板为阳极，双石墨板为阴极，在20?25°C下调节电流1.5?3A，直流电压为20?25V的条件下阳极氧化反应1.5?3h，在钛板上制得双面T12薄膜，经洗净、干燥后在400?500°C下高温煅烧3?5h，获得锐钛矿相的双面T12纳米管阵列，然后装入石英管里；
[0007]三、按体积比1:(3?5)将无水乙醇和去离子水混合，然后加入硝酸银至终浓度为2.0g/L，倒入超声雾化仪中形成含Ag+的雾状小液滴，再通过硅胶导管引到步骤二中所述的石英管里，同时在氮气氛下，使用双IlW紫外灯照射25?35min，即完成超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列材料。
[0008]本发明制备的双面T12纳米管阵列，通过改变阳极氧化电压，氧化时间和电解液浓度，制得排列整齐，管径均匀的双面T12纳米管阵列，为后续过程的均匀载银提供了先决条件。
[0009]本发明采用超声雾化法载银，硝酸银溶液在超声雾化仪的作用下被激发成含Ag+的小液滴被附着在制得的双面T12纳米管的表面，在紫外光照射下，T12半导体价带(VB)中的电子被激发到导带(CB)上，形成光生空穴(h+)和光生电子(e—)，光生电子与Ti02表面接触的Ag+结合，发生还原反应得到单质Ag，光生空穴与水和氧气结合反应生成双氧水，双氧水在紫外光线辐射下发生均裂而生成羟基自由基，羟基自由基与雾状液滴中的乙醇发生氧化反应最终生成二氧化碳和水，而在这个过程中大部分的乙醇和水在紫外光照射下通过蒸发过程由液态变成了气态。这种雾化法通过含Ag+的雾状小液滴在T12纳米管上的附着而实现Ag纳米粒子以较小尺寸完成双面T12纳米管阵列的表面修饰。且Ag纳米粒子在双面T12纳米管阵列上分布均匀，明显优于浸渍法中载银银粒子较大且分布不均匀的情况，从而避免紫外光还原过程中Ag粒子的不均匀团聚而影响T12纳米管阵列的光催化活性。
[0010]本发明中所用材料廉价易得，操作简便，反应条件温和，适用于实验室大规模制备乃至工业化生产。
[0011]本发明中超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面Ti02纳米管阵列可广泛用作冷凝废水的回收利用，光催化降解污染物和光催化降解水制氢等方面。
【附图说明】
[0012]图1为实施例中未掺银的T12纳米管的SEM图；
[0013]图2为实施例中未掺银的T12纳米管的截面SEM图；
[0014]图3为实施例中超声雾化一紫外光还原制备双面Ag/Ti02复合材料的SEM图；
[0015]图4为实施例中未掺银的T12纳米管的XRD图；
[0016]图5为实施例中是超声雾化一紫外光还原制备双面Ag/Ti02复合材料的XRD图；
[0017]图6为实施例中未掺银的T12纳米管阵列XPS拟合峰Ti2p峰分析图；
[0018]图7为实施例中未掺银的T12纳米管阵列XPS拟合峰Ols峰分析图；
[0019]图8为实施例中超声雾化一紫外光还原制备双面Ag/Ti02复合材料的XPS拟合峰Ag3d分析图；
[0020]图9为实施例中超声雾化一紫外光还原制备双面Ag/Ti02复合材料的XPS拟合峰01S峰分析图；
[0021]图10为实施例中超声雾化一紫外光还原制备双面Ag/Ti02复合材料的XPS拟合峰Ti2p峰分析图；
[0022]图11为实施例中浸渍法(400W高压汞灯还原)制备掺银T12纳米管阵列FE—SEM图；
[0023]图12为实施例中浸渍法(紫外光还原)制备掺银T12纳米管阵列SEM图。
[0024]图13为实施例中制备双面T12纳米管的阳极氧化反应器示意图；
[0025]图14为实施例中Ag纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列制备反应器示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。
[0027]【具体实施方式】一:本实施方式超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列材料的方法，按以下步骤进行:
[0028]一、配置电导液:按体积比(I?3):1将丙三醇和去离子水混合，然后加入氟化铵至终浓度为0.25mol/L，超声溶解并除去气体；
[0029]二、采用步骤一中配置的电导液，以钛板为阳极，双石墨板为阴极，在20?25°C下调节电流1.5?3A，直流电压为20?25V的条件下阳极氧化反应1.5?3h，在钛板上制得双面T12薄膜，经洗净、干燥后在400?500°C下高温煅烧3?5h，获得锐钛矿相的双面T12纳米管阵列，然后装入石英管里；
[0030]三、按体积比1:(3?5)将无水乙醇和去离子水混合，然后加入硝酸银至终浓度为2.0g/L，倒入超声雾化仪中形成含Ag+的雾状小液滴，再通过硅胶导管引到步骤二中所述的石英管里，同时在氮气氛下，使用双IlW紫外灯照射25?35min，即完成超声雾化一紫外光还原联合制备银纳米粒子表面修饰双面T12纳米管阵列材料。
[0031]本实施方式中石墨板为市售产品。
[0032]本实施方式步骤三中含Ag+的雾状小液滴，再通过硅胶导管引到步骤二中所述的石英管里，被附着在T12纳米管的表面。
[0033]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，步骤一中按体积比2:1将丙三醇和去离子水混合。其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0034]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是，步骤二中在20°C下调节电流2A，直流电压为25V的条件下阳极氧化反应2h。其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0035]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是，步骤二中在22°C下调节电流2.5A，直流电压为20V的条件下阳极氧化反应2.5h。其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0036]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是，步骤二中步骤二中钛板在使用前进行预处理:取厚度为0.5mm，纯度>99.5 %的钛板，切成12cm X 2cm的规格，分别用200目、400目的砂纸进行粗磨和抛光，然后依次用丙酮和去离子水进行清洗，吹干备用。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0037]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之