[发明专利]一种CdS/TiO2复合纳米薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种CdS/TiO2复合纳米薄膜及其制备方法和应用，该制备方法，首先，将的钛酸四丁酯的乙醇溶液和氢氧化钠的水溶液混合搅拌，倒入聚四氟乙烯的反应釜，置于马弗炉中反应，得到纳米线TiO2；然后，在纳米线TiO2中加入Cd(NO3)2水溶液，静置，过滤，所得沉淀中加入Na2S的水溶液，静置，重复7次该步骤，即得到复合7圈CdS量子点的CdS/TiO2复合纳米线；对CdS/TiO2复合纳米线经压块，组装，高温高压合成和冷却卸压的进行处理，即制备出CdS/TiO2复合纳米薄膜；所制备出的CdS/TiO2复合纳米薄膜，作为光阳极应用于量子点敏化太阳电池，将其组装电池获得的光电转换效率可达3.51%。

主权项

一种CdS/TiO2复合纳米薄膜的高温高压制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将体积比为1:1的0.2mol/L的钛酸四丁酯的乙醇溶液和10mol/L氢氧化钠的水溶液混合，经过充分搅拌后，倒入聚四氟乙烯的反应釜中密封；放到温度恒定为190℃的马弗炉中反应12h，结束后自然冷却至室温，得到白色沉淀；将得到的白色沉淀放入离心管中，用HCl水溶液反复离心清洗，直到pH值=7，然后用无水乙醇反复清洗，洗掉多余的杂质，再将其放入80℃的烘干箱中烘干24h，最后放入600℃的马弗炉中进行退火处理，时间为4h，自然冷却至室温，得到纳米线TiO2，备用；步骤二、将纳米线TiO2放入烧杯A中，加入与步骤一中钛酸四丁酯的乙醇溶液相同体积的0.5mol/L的Cd(NO3)2水溶液，混合均匀后静置10min，使Cd2+充分吸附在TiO2纳米线上；然后过滤，将过滤所得沉淀放入80℃的烘箱中干燥10min后取出，得到干燥后沉淀；将干燥后沉淀放入烧杯B中，再向烧杯B中注入所得沉淀质量0.5‑3倍浓度为0.5mol/L的Na2S的水溶液，静置10 min，进行TiO2的S2‑离子复合，使之与Cd2+结合形成CdS颗粒；然后放入放到80℃的烘箱中烘干10min；重复操作干燥后沉淀放入烧杯B中至放到80℃的烘箱中烘干10min的步骤7次，即得到复合7圈CdS量子点的CdS/TiO2复合纳米线；步骤三、对CdS/TiO2复合纳米线经压块，组装，高温高压合成和冷却卸压的进行处理，即制备出CdS/TiO2复合纳米薄膜；所述压块，是将CdS/TiO2复合纳米线按照合成腔体大小压成块状；所述组装，是将块状原料装入加热容器，放入合成腔体中；所述高温高压合成，是在高压装置上进行，在压力为1.0～5.0GPa、温度为100～500℃下保温10～30分钟；所述冷却卸压，是停止加热后自然冷却至室温后卸压，或者是停止加热后先保压3～8分钟后卸压，再自然冷却至室温。