[发明专利]一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO2

说明书

本发明公开了一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备方法，主要包括以下步骤：TiO₂纳米管阵列的制备、N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备、N掺杂TiO₂纳米管阵列表面负载BiOCl纳米片。具体为通过湿化浸渍法制备N掺杂TiO₂纳米管阵列，然后通过光沉积辅助法在N掺杂TiO₂纳米管阵列表面负载BiOCl纳米片。本发明通过采用光沉积辅助法，在N掺杂TiO₂纳米管阵列基体表面成功负载了BiOCl纳米片，提高了样品对有机物的响应性能。

技术领域

本发明涉及半导体材料在有机物响应领域的应用，具体涉及一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备方法。

背景技术

传统鉴定水环境污染的方法有重铬酸钾法及库伦滴定法，这些方法以重铬酸钾为氧化剂，不仅会产生二次污染，且灵敏度低，限制了其广泛应用。TiO₂纳米阵列作为应用最广泛的光催化材料，因具备较好的活性、优异的化学稳定性、低成本及无毒无害等优点受到广泛的研究。TiO₂纳米阵列可作为氧化剂对水体中的有机物含量进行检测。

TiO₂纳米阵列因其禁带宽度大，电子空穴复合几率高在实际应用方面受到限制。针对这些问题，提出了不同的改性方法，如负载助催化剂，调控晶面，掺杂及有机物敏化等。通过掺杂能够提升TiO₂纳米阵列的本征光响应能力，Liu等将TiO₂ NTAs和PVA及尿素一起在N₂气氛中退火获得C/N共掺杂的TiO₂ NTAs，使吸收边红移至470nm附近。而通过在表面负载不同的助催化剂，可以增强TiO₂纳米阵列具体的光电化学应用方面的性能。Liu等发现通过在TiO₂ NTAs表面负载BiOCl，能够增强TiO₂纳米管阵列的有机物检测性能。但是，通过水热法或化学反应在基体表面生长的BiOCl纳米片尺寸较大，对样品的光催化性能十分不利，且受到TiO₂纳米管阵列基体的限制，负载BiOCl纳米片后的TiO₂纳米管阵列后的性能很差。

因此，开发一种能够在N掺杂TiO₂纳米管阵列基体表面负载尺寸较小的BiOCl纳米片的制备方法，可以有效的改善TiO₂纳米管阵列的光催化性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备方法，其可以在N掺杂TiO₂纳米管阵列基体表面负载尺寸较小的BiOCl纳米片。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备方法，通过湿化浸渍法制备N掺杂TiO₂纳米管阵列，然后通过光沉积辅助法在N掺杂TiO₂纳米管阵列表面负载BiOCl纳米片。

优选地，一种BiOCl纳米片修饰N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)TiO₂纳米管阵列的制备

采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列：分别使用丙酮、乙醇及去离子水对Ti箔进行超声清洗，在含一定量氟化铵及去离子水的乙二醇溶液中进行阳极氧化，阳极氧化后的样品经过超声清洗去除表面破碎纳米管，干燥后在空气中退火晶化，得到TiO₂纳米管阵列；

(2)N掺杂TiO₂纳米管阵列的制备