[发明专利]一种光敏化纳米复合材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种光敏化纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将100℃的超纯水与HAuCl₄水溶液和柠檬酸三钠水溶液混合回流反应，回流反应结束后，将反应溶液冷却至室温；所述HAuCl₄水溶液中HAuCl₄和柠檬酸三钠水溶液中柠檬酸三钠的投料摩尔比为100∶63；

2）将上述反应溶液与聚乙烯吡咯烷酮水溶液搅拌混合，然后离心，取得固相金溶胶，将金溶胶分散在去离子水中，得金溶胶的水分散剂；

3）超声条件下，将金溶胶的水分散剂和氨水、H₂O、乙醇混合，搅拌条件下再加入TEOS，搅拌后，取得固相先后经水洗、醇洗、烘干，得到Au@SiO₂；

4）将Au@SiO₂、硝酸铈水溶液、硝酸镱水溶液、硝酸铒水溶液和六亚甲基四胺(HMT)超声混合后进行水热反应；

5）水热反应结束，将反应液离心，取固相干燥、煅烧，所述离心速率为5000r/min，煅烧温度为1100℃，煅烧时间为2h；得到Au@SiO₂@CeO₂:Yb/Er纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述材料的制备方法，其特征在于所述步骤3）中，所述金溶胶的水分散剂中金溶胶与TEOS的投料体积比为4∶1。

3.根据权利要求1所述材料的制备方法，其特征在于所述步骤4）中，所述硝酸铈水溶液、硝酸镱水溶液、硝酸铒水溶液按照投料体积比为96.7∶0.3∶3，所述Au@SiO₂与由硝酸铈水溶液、硝酸镱水溶液和硝酸铒水溶液组成的混合溶液的投料比为8mg∶5mL。

4.根据权利要求1或3所述材料的制备方法，其特征在于所述步骤4）中，所述水热反应的环境温度为180℃。

5.如权利要求1所述方法制备的复合材料在染料敏化太阳能电池光阳极中的应用，其特征在于：先将纳米二氧化钛浆料涂覆在FTO玻璃表面，形成二氧化钛浆料层，再将所述复合材料采用丝网印刷方法涂覆在纳米二氧化钛浆料层表面，经450℃高温煅烧后，避光条件下密封浸泡于N719染料48h后，取出用无水乙醇冲洗干净，得到染料敏化太阳能电池光阳极材料。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述纳米二氧化钛的颗粒粒径为25 nm±10 nm；所述纳米二氧化钛浆料涂覆的层数为6～8层，所述Au@SiO₂@CeO₂:Yb/Er纳米复合材料涂覆的层数为1～2层。