[发明专利]一种g-C3N4/CsPbI3/TiO2纳米管阵列的制备方法

说明书

本发明提供了一种g‑C₃N₄/CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列的制备方法，属于纳米复合材料技术领域。具体制备方法的步骤为：通过金属钛或钛合金的电化学阳极氧化法首先制备纳米管阵列结构；然后在马弗炉中进行晶化处理，得到TiO₂纳米管阵列；再将CsPbI₃纳米粒子加入g‑C₃N₄悬浮液中，得到含CsPbI₃和g‑C₃N₄的混合溶液；最后将TiO₂纳米管阵列与混合溶液反应，制备得到g‑C₃N₄/CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列。该改性处理方法在充分发挥纳米管有序阵列的优势的同时，实现了两种半导体材料的多元复合改性。制备得到的g‑C₃N₄/CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列，比表面积大，对太阳光的响应吸收范围宽，可作为高性能的复合电极，为高性能光催化剂的设计提供支撑。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域，特别涉及一种g-C₃N₄/ CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列的制备方法。

背景技术

目前，许多研究人员致力于开发高性能的光电极材料，而二氧化钛(TiO₂)凭借其高化学稳定性、价格低廉、无毒无害等优良特性引起了广泛的关注。在TiO₂各种纳米结构材料中，TiO₂纳米管阵列由于比表面积大、吸附能力强、结构特征有利于电子传输等特征，被认为是最有希望的光电极材料之一。

然而，TiO₂的禁带宽度较宽（约3.2 eV），只能在紫外光(占太阳能资源的 3~5 %)的照射下被激发，并且其光生载流子容易复合，这些问题大大限制了TiO₂ 纳米管阵列在光电转换方面的应用。因此必须对TiO₂ 纳米管阵列进行改性处理。TiO₂ 纳米管阵列的改性方法有很多种，如金属离子掺杂，非金属离子掺杂，贵金属沉积和半导体复合等。一般来讲，不同的改性方法从不同的方面来改善TiO₂ 纳米管阵列的光电性能，因此多元复合改性往往可以为TiO₂ 纳米管阵列光电性能的提高带来协同效应，成为了一种新的改性处理趋势。

发明内容

本发明针对传统改性方法的缺陷，通过金属钛或钛合金的电化学阳极氧化法首先制备纳米管阵列结构，然后在马弗炉中进行晶化处理，得到TiO₂纳米管阵列，再将CsPbI₃纳米粒子加入g-C₃N₄悬浮液中，得到含CsPbI₃和g-C₃N₄的混合溶液，最后将TiO₂纳米管阵列与混合溶液反应，制备得到了g-C₃N₄/ CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列。

具体的，本发明提供的一种g-C₃N₄/ CsPbI₃/TiO₂纳米管阵列的制备方法，具体按照以下步骤实施：

S1：在含钛金属基体上，通过阳极氧化法制备纳米管有序阵列；

S2：对所制备的纳米管有序阵列进行晶化处理，得到TiO₂纳米管阵列；