氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，具体步骤为：1)制备富勒烯分散液；2)制备二氧化钛纳米管；3)制备氧化铟锡纳米线阵列；4)制备氧化铟锡纳米线；5)将产物反复用去离子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分钟，浸泡过程伴随机械搅拌，然后滤去酸液，再分别用去离子水和无水乙醇清洗至中性，产物在温度60℃下真空干燥8h，得到氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管。本发明的优点在于：具有成本低廉、环境友好、易于加工，寿命长，抗菌、可重复性好等优点，在超级电容和太阳能领域有广泛的应用前景。
【专利说明】
氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料的制备方法与在太阳能电池中的应用。
【背景技术】
[0002]随着当代人类社会的迅猛发展，日益严重的能源与环境问题加速了新能源技术的开发与利用，太阳能凭借其资源储量丰富，清洁环保等优势受到了人们的广泛关注，而作为光电转换器件的太阳能电池成为研究的焦点。
[0003]然而，目前通常用于量子点敏化太阳能电池的对电极材料为贵金属Pt或Au催化剂，贵金属催化剂的使用不仅极大的增加了量子点敏化太阳能电池的成产成本，其催化性多硫电解质发生还原反应的能力也不理想。因此，另一类基于非贵金属的对电极催化剂材料成为人们关注的焦点。
【发明内容】
[0004]本发明提供了氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，本发明技术工艺简单，所得产品具有成本低廉、环境友好、易于加工，寿命长，抗菌、可重复性好等优点，在超级电容和太阳能领域有广泛的应用前景。具体技术方案如下:
[0005]氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下:
[0006]I)在惰性气体的保护下，将富勒烯溶于有机溶剂中，超声波处理60?120-min，得到富勒烯分散液；
[0007]2)将钛源加入到70?80ml体积的摩尔浓度为20?30mol/L的NaOH溶剂中混合机械搅拌30?60分钟，再将步骤I)所得的分散液加入混合机中混合,并继续机械搅拌60?90分钟至混合均勻，备用；
[0008]3)以金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上沉积生长所述氧化铟锡纳米线阵列；
[0009]4)将步骤2)所得到的反应液移至水热反应釜，同时加入叔丁基锂和步骤3)所得氧化铟锡纳米线，搅拌混合，120?160°C反应20?24h ；
[0010]5)反应完全后，将产物反复用去离子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分钟，浸泡过程伴随机械搅拌，然后滤去酸液，再分别用去离子水和无水乙醇清洗至中性，产物在温度60°C下真空干燥8h，得到氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管；
[0011]6)将步骤5)得到的粉体材料放在坩埚中，在氮气或氩气氛保护下温度450°C烧结
0.5h?lh，即可得到一种氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料。
[0012]步骤I)中的惰性气体为氮气或氩气。
[0013]所述步骤2)中NaOH的浓度为15?25mol/L。
[0014]所述步骤I)中的有机溶剂为无水乙醇。
[0015]所述步骤I)中的所述钛源为20%的金红石型T12和80%的锐钛矿型T12或锐钛矿T12。
[0016]所述步骤3)中所述氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源和锡源在600?1000°C的条件下加热成气态；
[0017]所述步骤I)中的富勒烯本体是含有50至120个碳原子的碳笼。
[0018]同现有相比，本发明的优点在于:本发明技术工艺简单，所得产品具有成本低廉、环境友好、易于加工，寿命长，抗菌、可重复性好等优点，在超级电容和太阳能领域有广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0019]以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0020]实施例1:
[0021]I)在惰性气体的保护下，将1g富勒烯溶于有机溶剂中，超声波处理60min，得到富勒烯分散液；
[0022]2)将5g钛源加入到70ml体积的摩尔浓度为20mol/L的NaOH溶剂中混合机械搅拌30分钟，再将步骤I)所得的分散液加入混合机中混合，并继续机械搅拌60分钟至混合均勾，备用；
[0023]3)以2g金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上沉积生长所述氧化铟锡纳米线阵列；
[0024]4)将步骤2)所得到的反应液移至水热反应釜，同时加入Ig叔丁基锂和步骤3)所得氧化铟锡纳米线，搅拌混合，120?160°C反应20?24h ；
[0025]5)反应完全后，将产物反复用去离子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分钟，浸泡过程伴随机械搅拌，然后滤去酸液，再分别用去离子水和无水乙醇清洗至中性，产物在温度60°C下真空干燥8h，得到氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管；
[0026]6)将步骤5)得到的粉体材料放在坩埚中，在氮气或氩气氛保护下温度450°C烧结
0.5h，即可得到一种氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料，记为I号复合材料。
[0027]实施例1:
[0028]I)在惰性气体的保护下，将15g富勒烯溶于有机溶剂中，超声波处理120min，得到富勒烯分散液；
[0029]2)将8g钛源加入到80ml体积的摩尔浓度为30mol/L的NaOH溶剂中混合机械搅拌60分钟，再将步骤I)所得的分散液加入混合机中混合，并继续机械搅拌90分钟至混合均勾，备用；
[0030]3)以4g金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上沉积生长所述氧化铟锡纳米线阵列；
[0031]4)将步骤2)所得到的反应液移至水热反应釜，同时加入2g叔丁基锂和步骤3)所得氧化铟锡纳米线，搅拌混合，160°C反应20?24h ；
[0032]5)反应完全后，将产物反复用去离子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分钟，浸泡过程伴随机械搅拌，然后滤去酸液，再分别用去离子水和无水乙醇清洗至中性，产物在温度60°C下真空干燥8h，得到氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管；
[0033]6)将步骤5)得到的粉体材料放在坩埚中，在氮气或氩气氛保护下温度450°C烧结Ih,即可得到一种氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料，记为2号复合材料。
[0034]通过将本发明制备的氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料作为电极材料进行性能对比测试试验，得出以下结论:2号复合材料的各项性能均优于I号复合材料，2号复合材料可以广泛应用与太阳能电池的电极制作的原材料中。
【主权项】
1.氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)在惰性气体的保护下，将富勒烯溶于有机溶剂中，超声波处理60?120-min，得到富勒烯分散液； 2)将钛源加入到70?80ml体积的摩尔浓度为20?30mol/L的NaOH溶剂中混合机械搅拌30?60分钟，再将步骤I)所得的分散液加入混合机中混合,并继续机械搅拌60?90分钟至混合均勻，备用； 3)以金纳米颗粒为催化剂，通过化学气相沉积法，在所述导电基底上沉积生长所述氧化铟锡纳米线阵列； 4)将步骤2)所得到的反应液移至水热反应釜，同时加入叔丁基锂和步骤3)所得氧化铟锡纳米线，搅拌混合，120?160°C反应20?24h ； 5)反应完全后,将产物反复用去离子水清洗至中性,再用HNO3溶液浸泡30分钟,浸泡过程伴随机械搅拌，然后滤去酸液，再分别用去离子水和无水乙醇清洗至中性，产物在温度60°C下真空干燥8h，得到氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管； 6)将步骤5)得到的粉体材料放在坩埚中，在氮气或氩气氛保护下温度450°C烧结0.5h?lh，即可得到一种氧化铟锡/富勒烯/ 二氧化钛纳米管复合材料。2.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:步骤I)中的惰性气体为氮气或氩气。3.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤2)中NaOH的浓度为15?25mol/L。4.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤I)中的有机溶剂为无水乙醇。5.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤I)中的所述钛源为20%的金红石型T12和80%的锐钛矿型T12或锐钛矿T12。6.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中所述氧化铟锡纳米线阵列所用的铟源和锡源在600?1000°C的条件下加热成气态。7.根据权利要求1所述的氧化铟锡/富勒烯/二氧化钛纳米管复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤I)中的富勒烯本体是含有50至120个碳原子的碳笼。
【文档编号】H01G9/20GK106067381SQ201410606084
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年10月30日 公开号201410606084.3, CN 106067381 A, CN 106067381A, CN 201410606084, CN-A-106067381, CN106067381 A, CN106067381A, CN201410606084, CN201410606084.3
【发明人】赵伟
【申请人】西安亚岱新能源科技有限公司