[发明专利]一种空心材料CeO2@TiO2的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将葡萄糖溶于去离子水中，形成葡萄糖水溶液，再将葡萄糖水溶液置于高压反应釜中在180℃的温度环境下进行水热反应，反应结束后，冷却至室温，分离出固相后经离心洗涤后，在80℃温度下烘干，得到碳小球；

2）将碳小球在去离子水中超声分散，得到碳小球分散液；

3）在超声条件下，将浓度为0.5M的硝酸铈水溶液加入碳小球分散液中，得到硝酸铈和碳小球的混合溶液；

4）将硝酸铈和碳小球的混合溶液置于高压反应釜中在160℃的温度环境下进行水热反应；

5）待水热反应结束后，冷却至室温，取固相物经离心洗涤后，在80℃温度下烘干，得到实心材料C@CeO₂；

6）将实心材料C@CeO₂、羟丙基纤维素和去离子水分散于无水乙醇中，得到实心材料C@CeO₂和羟丙基纤维素的分散液；

7） 将实心材料C@CeO₂和羟丙基纤维素的分散液在超声条件下搅拌均匀，得到实心材料C@CeO₂分散液；

8）将钛酸四丁酯与乙醇混合，形成钛酸四丁酯与乙醇的混合溶液；

9）将钛酸四丁酯与乙醇的混合溶液滴加到实心材料C@CeO₂分散液中，经搅拌，形成混合溶液；

10）将混合溶液升温至80℃，回流100 min；

11） 回流结束后，冷却至室温，分离取得固相物，再将固相物离心洗涤，在70℃温度下烘干，得到实心材料C@ CeO₂@TiO₂；

12）将实心材料C@CeO₂@TiO₂置于煅烧炉中，以10℃/min的升温速率将温度升温至500℃后保持1h，得到空心结构材料CeO₂@TiO₂。

2.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤2）中：所述碳小球与去离子水的混合比为15mg∶1mL～3mL。

3.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤3）中：硝酸铈水溶液与碳小球分散液混合体积比1∶1。

4.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤1）和步骤5）中：各离心转速为7000～9000 r/min，时间为5～10 min。

5.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤6）中：实心材料C@CeO₂、羟丙基纤维素和去离子水的混合质量比为2∶1∶6；实心材料C@CeO₂、羟丙基纤维素和去离子水的总量与无水乙醇的混合比为90 mg∶4～7 mL。

6.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤8）中：所述钛酸四丁酯与乙醇的混合体积比为1∶5。

7.根据权利要求1所述空心材料CeO₂@TiO₂的制备方法，其特征在于所述步骤9）中：所述钛酸四丁酯与乙醇的混合溶液与实心材料C@CeO₂分散液的混合体积比为1∶9～11；所述滴加的速度为0.4～0.6 mL/min。

8.如权利要求1所述的制备方法制得的空心材料CeO₂@TiO₂在制备染料敏化太阳能电池光阳极材料中的应用，其特征在于：在FTO玻璃上，采用丝网印刷法，将空心材料CeO₂@TiO₂涂覆在P25薄膜表面，经高温煅烧，得到染料敏化太阳能电池光阳极材料。