[发明专利]一种P25/TiO2@SiW11Co薄膜的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜的制备方法及其应用。

背景技术

杂多酸光催化与半导体光催化在许多方面类似：第一，有机污染物降解的中间产物基本一样；第二，动力学方程形式相同；在酸性环境中，杂多酸与TiO₂的相互作用较强；杂多酸SiW₁₁Co有很强的电子亲和力，相对于分子氧，SiW₁₁Co的氧化能力更强，因此SiW₁₁Co夺取光生电子的能力要比氧分子强；杂多酸夺取电子后，生成杂多蓝，杂多蓝再把电子转移给溶液中的溶解氧，实现自身复原，完成循环。

P25型TiO₂是德国德固萨degussa公司用气相法生产工艺生产的TiO₂，由于它的基本颗粒粒径只有20nm，这一种TiO₂几乎没有任何色素特征，被用于如光催化剂、催化剂、催化剂载体、化妆品及纺织中的抗紫外线剂、硅橡胶的热稳定剂等行业。P25型TiO₂的光催化作用在过去的几年中一直是研究的主题，它的BET表面积为大约50平方米/克，锐钛矿/金红石比为大约80/20，因而成为此种应用中的标准物质。P25型TiO₂被用作污染物质的分解，例如在废水处理，除臭，降低氮氧化物，以及功能表面的形成，例如表面除菌，除垢或除雾气等。由于TiO₂具有强氧化作用和高化学持久性，使用TiO₂的产品中研究最多的是光催化提纯和废水处理。

面对能源危机与环境污染，全世界范围都在大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能是资源最丰富的可再生能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能电池由于能将太阳能转变为电能而成为近年研究的热点，其中染料敏化太阳能电池(简称DSSC电池)由于具有工艺简单、生产成本低和实用性强等优点也具有较好的应用前景。染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。但是目前染料敏化太阳能电池与单晶硅太阳能电池相比，想要得到更加的广泛应用仍需要大幅提高光电转换效率。目前的染料敏化太阳能电池只能利用紫外区和可见光区的太阳光谱。染料敏化太阳能电池吸收光谱与太阳光谱的不匹配是染料敏化太阳能电池效率低的一个不容忽视的原因。

发明内容

本发明是要解决现有染料敏化太阳电池光电转换效率低的技术问题，从而提供一种P25/TiO₂@SiW₁₁Co薄膜的制备方法及其应用

本发明的一种P25/TiO₂@SiW₁₁Co薄膜的制备方法是按以下步骤进行：

一、制备TiO₂@SiW₁₁Co粉体：将杂多酸SiW₁₁Co溶解在蒸馏水中得到SiW₁₁Co溶液，将异丙醇钛逐滴地滴入正丁醇中，得到混合溶液；将SiW₁₁Co溶液和混合溶液在室温下静止10min～20min后，在室温搅拌的条件下将SiW₁₁Co溶液缓慢滴入混合溶液中，然后在温度为30℃～60℃的条件下加热2h～5h，再在温度为60℃～100℃的条件下加热2h～5h，得到凝胶；将凝胶转移到温度为30℃～60℃的真空烘箱中保温10h～24h，再将真空烘箱升温至60℃～100℃，然后在温度为60℃～100℃的条件下保温2h～5h，得到干凝胶，然后用玛瑙研钵将干凝胶研磨成粉末，将粉末放入马弗炉中以0.5℃/min～2℃/min的升温速度从室温升温至400℃～500℃，并在温度为400℃～500℃的条件下煅烧10min～30min，得到TiO₂@SiW₁₁Co粉体；步骤一所述的SiW₁₁Co溶液的浓度为0.003g/mL～0.006g/mL；步骤一所述的混合溶液中异丙醇钛与正丁醇的体积比为1:（0.4～0.8）；步骤一所述的杂多酸SiW₁₁Co的质量与异丙醇钛的体积比为1g:（83mL～167mL）；步骤一所述的真空烘箱中保温时的真空度为-60KPa～-80KPa；