[发明专利]一种Si,Mo共掺杂的TiO2

说明书

本发明公开一种Si,Mo共掺杂的TiO₂/氧化还原石墨烯复合物高效自清洁薄膜及其制备方法，采用合理地薄膜沉积工艺用于改善薄膜质量从而增强薄膜性能，制备薄膜的步骤为：1)将原料钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、仲钼酸铵和GO水溶液加入至无水乙醇、水、乙二醇、丙二醇、乙酰丙酮和丙三醇混合溶液中配置先驱体溶液；2)每100ml的先驱体溶液中加入浓度为35％的1.0ml浓盐酸；3)搅拌至均匀透明；4)需要镀膜的基片用洗涤剂和乙醇超声洗涤；5)用浸涂或旋涂法，每次涂后干燥0.5h；6)450℃烧制1.0h；得到的自清洁薄膜光透过性能不降低，具有比纯TiO₂薄膜显著增强的导电、光诱导超亲水性、光催化和光透明性能。

技术领域

本发明属于环境净化领域，涉及一种自清洁薄膜，具体涉及一种Si,Mo共掺杂的TiO₂/氧化还原石墨烯复合物高效自清洁薄膜及其制备方法。

背景技术

自清洁是一项很重要的环境净化技术。通常将具有自清洁性能的薄膜涂履于室内外建筑物、电器和医疗设备等表面，起到对环境中的有害气体和附着于薄膜表面的污染物的光催化分解、灭菌和减小污染物附着程度的作用，从而起到净化环境等作用。因此，世界各国对自清洁薄膜都有广泛的研究和应用。TiO₂薄膜由于具有较好的光催化和在环境中稳定等性能是目前常用的自清洁薄膜。

自清洁薄膜通常要求具有良好的光催化性能(分解有害气体和附着的污染物以及灭菌)、良好的导电性能(防止污染物的静电吸附)、光诱导超亲水性能(使一些污染物不易附着并提过吸附水清洗表面)和一些应用(如窗玻璃)中必要的光透明性能。虽然TiO2薄膜具有较好的光催化等自清洁性能，但性能仍然有限。通过离子掺杂或/和与石墨烯(rGO)复合增强TiO₂粉体材料的光催化性能有广泛的研究和应用，而且通常有较显著的效果。但离子掺杂或/和与石墨烯(rGO)复合对TiO₂薄膜光催化材料的开发研究很少。通常一些离子掺杂和复合石墨烯会导致光透明性能降低，而研究表明大量的Si掺杂可以增强TiO₂材料的光透明同时增强光催化性能。因此，复合石墨烯的同时，选择一些离子(如Mo等)掺杂并掺杂Si，可以使光透过性能不降低。但目前缺乏Si-掺杂TiO₂/rGO复合物薄膜开发，更缺乏具有良好导电、光诱导超亲水性和光透明性能的(Si,Mo)-共掺杂TiO₂/石墨烯复合物薄膜的开发。另外，合理地薄膜沉积工艺也有利于获得粒子尺寸小而均匀致密的薄膜从而增强薄膜性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Si,Mo共掺杂的TiO₂/氧化还原石墨烯复合物高效自清洁薄膜及其制备方法，通过掺杂大量硅和微量过渡金属钼并且复合石墨烯，利用三种之间的协同效应增强TiO₂薄膜材料的各项自清洁性能，得到的自清洁薄膜光透过性能不降低，具有良好导电、光诱导超亲水性和光透明性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种Si,Mo共掺杂的TiO₂/氧化还原石墨烯复合物高效自清洁薄膜，包含以下组分：

Mo含量为TiO₂和SiO₂总量的0-1.0at％，不包括0；

SiO₂含量为TiO₂和SiO₂总量的30at.％；

氧化石墨烯为TiO₂和SiO₂总量的0-0.3wt.％，不包括0。

一种Si,Mo共掺杂的TiO₂/氧化还原石墨烯复合物高效自清洁薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将原料钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、仲钼酸铵和GO水溶液加入无水乙醇、水、乙二醇、丙二醇、乙酰丙酮和丙三醇的混合溶液中配置先驱体溶液；