TiO2納米絲的制備

通過陽極氧化制備了多孔性氧化鋁膜，并以其為模板，采用溶膠凝膠法制得了TiO2納米絲。
關(guān)鍵詞：陽極氧化；多孔性氧化鋁膜；溶膠凝膠；TiO2

近年來，新發(fā)展的納米TiO2晶體化學(xué)太陽能電池受到國內(nèi)外科學(xué)家的重視[1~3]。瑞士Gratzel教授研制成功納米TiO2化學(xué)太陽能電池[4]以來，國內(nèi)一些單位也正在進(jìn)行這方面的研究。納米晶化學(xué)太陽能電池[4] (簡稱ＮＰＣ電池)是由一種窄禁帶半導(dǎo)體材料修飾、組裝到另一種大能隙半導(dǎo)體材料上形成的。納米晶TiO2工作原理[5]：染料分子吸收太陽光能躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子快速注入到緊鄰的TiO2導(dǎo)帶，染料中失去的電子則很快從電解質(zhì)中得到補(bǔ)償，進(jìn)入TiO2導(dǎo)帶中的電子最終進(jìn)入導(dǎo)電膜，然后通過外回路產(chǎn)生光電流。被TiO2表面吸附的染料分子越多，則光吸收效率就越高。致密平整的TiO2膜化學(xué)吸附的染料分子很少，光電轉(zhuǎn)化效率還不足1%，為了提高光電轉(zhuǎn)化效率必須增大膜的表面積增加光敏染料分子的化學(xué)吸附量，我們采用在納米模板上用溶膠凝膠法來制備TiO2納米絲。
2 實 驗
模板的制備采用純度為99.5%,厚度為200μｍ的鋁片，將純鋁樣剪裁成一定尺寸后退火并隨爐冷卻。然后照以下步驟進(jìn)行：（1）清洗（2）電拋光（3）首次氧化（4）除膜（5）二次氧化（6）擴(kuò)孔（7）氧化膜的剝離。在酸性溶液中進(jìn)行陽極氧化，純鋁片為陽極，石墨為陰極。電解液用硫酸進(jìn)行實驗。
以冰醋酸為催化劑，實驗時，為了防止鈦酸丁脂強(qiáng)烈水解，將無水乙醇按總體積分成兩部分，占總體積1/2的乙醇與鈦酸丁脂充分混合，制成原液，另1/2的無水乙醇與水及冰醋酸充分混分合后配成滴加溶液。室溫下，將滴加溶液緩慢滴入原液中，并不停地攪拌，再超聲分散，形成溶膠。將多孔性氧化鋁模板浸在溶膠中，一段時間后取出進(jìn)行熱處理。
3 結(jié)果和討論
SEM 多孔性氧化鋁膜板的孔徑大約為30～50nm。
熒光光譜分析 將多孔氧化鋁膜浸入二氧化鈦的溶膠前后的熒光光譜進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)發(fā)生了變化，說明引進(jìn)了新的物質(zhì)。