[发明专利]一种真空碳掺杂二氧化钛纳米管阵列结构的制备方法和应用

权利要求书

1.一种真空碳掺杂二氧化钛纳米管阵列结构的制备方法，其特征在于步骤如下:

1）钛片前处理步骤：先后用肥皂水、丙酮对钛片分别超声清洗不少于30min，再用无水乙醇和超纯水对钛片分别润洗至少3次，用N₂吹扫干燥后，放入烘箱烘干不少于30min，得到表面干净干燥的钛片；

2）钛片贴膜步骤：将设计分成9个1×1cm符合钛片大小的纸样放在玻璃表面皿上进行粘贴，把胶带层贴到纸样上，用刀片和直尺对胶带进行切割，将切割好的胶带粘贴到步骤1）制得的表面干净干燥的钛片上，获得贴好胶带的钛片；

3）刻蚀液制备步骤：称取氟化铵， 吸取超纯水，加入500ml乙二醇，搅拌时间不少于12h，获得含有0.36 wt% 氟化铵、1.6 vol% 超纯水的刻蚀液；

4）电化学阳极氧化一次刻蚀掺杂制备步骤：将步骤2）制得的贴好胶带的钛片固定在阳极上，阴极对电极选择高纯钛片，两个电极之间间距在10~20mm之间，电压设置在40~60V之内，先用步骤3）中配置的刻蚀液进行一次刻蚀，刻蚀时间1h；刻蚀结束后，超声30min将一次刻蚀所形成的纳米钛管移除，只留下钛片基底；后用无水乙醇和超纯水对钛片基底分别润洗至少3次，用N₂吹扫干燥后，放入烘箱烘干不少于30min，得到表面存在有序坑状模板的洁净钛片基底用于之后的二次刻蚀；

5）电化学阳极氧化二次刻蚀掺杂制备步骤：将步骤4）制得的表面存在有序坑状模板的洁净钛片基底固定在阳极上，阴极对电极选择高纯钛片，两个电极之间间距在10~20mm之间，电压设置在40~60V之内，用步骤3）中配制的刻蚀液进行二次刻蚀，刻蚀时间1h 30min；刻蚀结束后，在乙二醇溶液中浸泡12h；撕去表面的胶带，管式炉抽真空，400℃真空退火，保温2h，升温速率不高于1℃/min，得到表面具有一层薄碳覆盖的二氧化钛纳米管阵列结构光电催化材料。

2.权利要求1所述的表面具有一层薄碳覆盖的二氧化钛纳米管阵列结构光电催化材料在太阳能转化过程中的应用。