專利名稱：氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氧化物半導(dǎo)體薄膜材料領(lǐng)域，特別涉及氧化鋅與二氧化鈦復(fù) 合薄膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化鈦是一種性能優(yōu)異的粉體材料，具有無毒、環(huán)保、價格低廉等優(yōu) 點(diǎn)，廣泛用于建筑涂料、光催化、太陽能電池等方面，但是其帶隙寬，僅能 吸收太陽光譜中的紫外光部分，光能利用效率低。氧化鋅是一種帶隙較窄的 的氧化物半導(dǎo)體，在可見光區(qū)有較好的吸收，廣泛應(yīng)用于壓敏材料、氣敏材 料等領(lǐng)域。但是其價帶電位低，光穩(wěn)定性差。因此，制備氧化鋅/二氧化鈦復(fù) 合材料，有望兼具兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，獲得優(yōu)異的綜合性能。
丁士文等(《無機(jī)化學(xué)學(xué)報》，2003， Vol. 19 (6) :631)利用水熱法制 備出二氧化鈦/氧化鋅非晶態(tài)納米粉末，平均粒徑20nm，其光催化降解有機(jī)物 的效率明顯高于單純氧化鋅納米材料。王志義等(《硅酸鹽學(xué)報》，2006， Vol.34 (9) :1078)利用液相共沉淀法制備二氧化鈦/氧化鋅納米復(fù)合粉體，復(fù) 合材料平均粒徑12 50nm之間，二氧化鈦的組分在30% 70%之間，晶型以 金紅石型為主，紫外可i吸收光譜表明，復(fù)合材料較單一的二氧化鈦納米材 料的吸收光譜紅移。陳凱等(《激光技術(shù)》，2001， Vol. 25 (3) : 209)采 用溶膠-凝膠法制備出氧化鋅/二氧化鈦的多層薄膜，每層的厚度在20nm 120nm之間，用于氨氣的檢測，在選擇性和靈敏度等方面較傳統(tǒng)簡單混合單 層膜的方法均有所提高。楊安麗(《無機(jī)材料學(xué)報》2006， 21 (5): 1092)以 硝酸鋅和六次甲基四胺為原料，采用水熱法在預(yù)先制備的二氧化鈦薄膜表面 生長氧化鋅納米棒。Sun等(Chem. Eur. J. 2007， 13, 9087)利用兩步氣相-固相 法制備了氧化鋅/氧化錫復(fù)合納米材料。
靜電紡絲是一種便捷的方法，其概念提出于上個世紀(jì)60年代(USP1975504)，用于制備高分子纖維無紡布。近年來，該方法也被用于制 備無機(jī)材料納微米纖維及薄膜。Guan等(Inorganic Chemistry Communications, 2003， 6: 1302)以聚乙烯醇和醋酸鎳的混合物為原料，利用溶膠一凝膠過程和 靜電紡絲技術(shù)得到復(fù)合先驅(qū)體纖維，再進(jìn)行燒結(jié)制成納米或亞微米的氧化鎳 纖維，直徑為50 150nm; Sung等(J. Mater. Lett.， 2003， 22: 891)在12 16kV 的電壓下制備硅纖維；Rainer Ostermann等(Nano lett. 2006, 6， 1297.)利用電 紡以及煅燒后處理制備了五氧化二釩/二氧化鈦復(fù)合纖維。Eric Formo等(Nano lett.2008，8,2)首先通過電紡方法制備了二氧化鈦纖維，在利用水浴還原的方 法沉積了金屬鉬納米球以及鉑納米線，具有很好的催化應(yīng)用。
本發(fā)明人在發(fā)明專利申請?zhí)枮?00810101213.8中利用靜電紡絲法制備出 了二氧化鈦纖維組成的薄膜，然后利用水熱法在纖維表面生長出了二氧化鈦 納米棒，得到具有分級結(jié)構(gòu)的自支撐二氧化鈦薄膜。但對于類似的氧化鋅與 二氧化鈦復(fù)合薄膜材料尚未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料。 本發(fā)明的再一目的是提供氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法。
本發(fā)明的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料是由直徑為2 8微米的氧化鋅 與二氧化鈦復(fù)合材料纖維交織構(gòu)成的、復(fù)合薄膜的厚度為20 100微米。
所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型的二氧化鈦線為 軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米晶粒構(gòu)成。
所述的二氧化鈦線的直徑在0.2 5微米之間。
所述的氧化鋅納米晶粒的形狀可以是直徑約為100 300nm、長度約為 1 5微米的納米棒，也可以是厚度為100 300nm、直徑約為1 3微米的納 米片。
所述的二氧化鈦線使用靜電紡絲法制得，所述的氧化鋅納米晶粒由水熱 合成法制備。
所述的靜電紡絲法是一種新型的制備纖維及無紡薄膜的方法，其原理和 工藝可參考"Three-point bending of electrospun TiO2 nanofibers" (Sung-Hwan Lee， Mafe"'a/s 5Wewce ￡"g/weeW"g^4, ^ /,e 395， /s^wes 7 2, 2005,/ 77J和US2005109385-A1。
所述的靜電紡絲法使用的靜電紡絲設(shè)備一般由高壓直流電源、給液裝置、 噴射裝置和接收裝置等四部分組成，其中高壓直流電源的最大輸出電壓為 30KV，噴射裝置可以為單孔型、多孔型等，接收裝置為導(dǎo)電的金屬盤、金屬 網(wǎng)或?qū)щ姴ＡУ?。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)可參考"靜電紡絲納米纖維的工藝原理、現(xiàn) 狀及應(yīng)用前景"(覃小紅，《高科技纖維與應(yīng)用》2004， 29 (2): 28)。
本發(fā)明的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料的制備方法包括以下步驟
1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為0.2 2%的聚乙烯吡咯垸酮(以下簡稱PVP)、質(zhì)量濃 度為10 30%的醋酸，質(zhì)量濃度為10 30%的鈦酸酯或鈦酸鹽及余量乙醇組 成；
2) 將步驟1)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備的給 液裝置中，調(diào)整紡絲工作距離為3 10cm之間、工作電壓為5 25KV之間； 使二氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū)體線的 形式噴出，在接收裝置上獲得由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜；
3) 將步驟2)得到的由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜在馬弗爐中500 'C左右下煅燒2小時左右；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜， 電紡膜的厚度在10 80微米之間，構(gòu)成二氧化鈦電紡膜的二氧化鈦線的直徑 在0.2 5微米之間；
4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為0.1% 3%的水溶性鋅鹽、質(zhì)量濃度為0.1% 5.0% 的六次甲基四胺、質(zhì)量濃度為0% 0.2%的檸檬酸鹽及余量為水組成；
5) 將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡 膜加入到容器內(nèi)(如聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼容器)，其中氧化鋅前軀體溶膠 與電紡膜的質(zhì)量比為200:1 50:1，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在溫度為50 20(TC下加熱2 24小時，進(jìn)行水熱合成，使氧化鋅納米晶粒生長在二氧化鈦 電紡膜上；從烘箱內(nèi)取出容器，冷卻至室溫，開啟容器，從溶液中取出己生 長有氧化鋅納米晶粒的二氧化鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，在溫度為50 "C左右下烘干，即得到本發(fā)明所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料。
所述的鈦酸酯可以為鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯或鈦酸四丙酯等；所述的鈦酸鹽是四氯化鈦等。
所述的水溶性鋅鹽可以是醋酸鋅、硝酸鋅或氯化鋅等；所述的檸檬酸鹽 可以是檸檬酸鈉、檸檬酸鉀或者檸檬酸銨。
本發(fā)明結(jié)合靜電紡絲與水熱合成制備技術(shù)，獲得了氧化鋅與二氧化鈦復(fù) 合薄膜材料，其是本發(fā)明的主要特征。本發(fā)明的復(fù)合薄膜材料兼具二氧化鈦 和氧化鋅半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的強(qiáng)度和較大的比表面積，在太陽能 電池、光催化、自清潔等方面有重要的應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明實施例1制備的復(fù)合薄膜材料的掃描電鏡圖。 圖2為本發(fā)明實施例1制備的復(fù)合薄膜材料的X射線衍射圖。 圖3為本發(fā)明實施例2制備的復(fù)合薄膜材料的掃描電鏡圖。 圖4為本發(fā)明實施例2制備的復(fù)合薄膜材料的X射線衍射圖。 圖5為本發(fā)明實施例3制備的復(fù)合薄膜材料的掃描電鏡圖。 圖6為本發(fā)明實施例4制備的復(fù)合薄膜材料的掃描電鏡圖。
具體實施例方式
實施例1
1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為0.8%的聚乙烯吡咯烷酮、質(zhì)量濃度為20%的醋酸，質(zhì) 量濃度為20%的鈦酸四丁酯及余量乙醇組成；
2) 將步驟l)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備(單孔 噴絲頭)的給液裝置中，調(diào)整紡絲工作距離為8cm、工作電壓為15KV;使二 氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū)體線的形式 噴出，在接收裝置上獲得由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜；
3) 將步驟2)得到的由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜在馬弗爐中500 'C左右下煅燒2小時左右；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜， 電紡膜的厚度在30微米，構(gòu)成二氧化鈦電紡膜的二氧化鈦線的直徑在2微米;
4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為0.8%的醋酸鋅、質(zhì)量濃度為0.6%的六次甲基四胺及余量為水組成；
5)將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡 膜加入到由聚四氟乙烯作為內(nèi)襯的不銹鋼容器中，其中氧化鋅前軀體溶膠與 電紡膜的質(zhì)量比為100:1，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在溫度為105"C下加熱 12小時，進(jìn)行水熱合成，使氧化鋅納米棒生長在二氧化鈦電紡膜上；從烘箱 內(nèi)取出容器，冷卻至室溫，開啟容器，從溶液中取出已生長有氧化鋅納米棒 的二氧化鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，在溫度為5(TC左右下烘干，即得 到本發(fā)明所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料，薄膜的厚度為40微米。掃 描電鏡見圖l，可以看出構(gòu)成薄膜材料的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是 由以銳鈦礦型的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型 的氧化鋅納米棒構(gòu)成，復(fù)合材料纖維的直徑為3 5微米，氧化鋅納米棒的直 徑為100 200nm，長度為2 4微米。X-射線衍射見圖2，表明二氧化鈦的晶 型為銳鈦礦型，氧化鋅的晶型為六方纖鋅礦型。
實施例2
1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為1.0%的聚乙烯吡咯烷酮、質(zhì)量濃度為15%的醋酸，質(zhì) 量濃度為15%的鈦酸四丁酯及余量乙醇組成；
2) 將步驟1)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備(單孔 絲噴頭)的給液裝置中，調(diào)整紡絲工作距離為8cm、工作電壓為15KV;使二 氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū)體線的形式 噴出，在接收裝置上獲得由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜；
3) 將步驟2)得到的由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜在馬弗爐中500 "C左右煅燒2小時左右；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜，電 紡膜的厚度為40微米，組成二氧化鈦電紡膜的二氧化鈦線的直徑為3微米；
4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為1.2%的醋酸鋅、質(zhì)量濃度為2.0%的六次甲基四胺、 質(zhì)量濃度為0.05%的檸檬酸鈉及余量水組成；
5)將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡膜 加入到容器內(nèi)(如聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼容器)，其中氧化鋅前軀體溶膠與 電紡膜的質(zhì)量比為150:1 ，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在105"C下加熱12小時，進(jìn)行水熱合成，使氧化鋅納米片生長在二氧化鈦電紡膜上；從烘箱內(nèi)取出容 器，冷卻至室溫，開啟容器，從溶液中取出己生長有氧化鋅納米片的二氧化 鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，在5(TC左右下烘干，即得到本發(fā)明所述的 氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料，薄膜的厚度為20微米。掃描電鏡見圖3， 可以看出構(gòu)成薄膜材料的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型 的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米 片構(gòu)成，復(fù)合材料纖維的直徑為3 6微米，氧化鋅納米片的厚度為150 300nm，直徑為1 3微米。X-射線衍射見圖4，表明二氧化鈦的晶型為銳鈦 礦型，氧化鋅的晶型為六方纖鋅礦型。
實施例3
1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯吡咯垸酮、質(zhì)量濃度為25%的醋酸、質(zhì) 量濃度為20%的鈦酸四乙酯及余量為乙醇組成；
2) 將步驟l)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備(單孔 絲噴頭)的給液裝置中，調(diào)整紡絲工作距離為5cm、工作電壓為10KV;使二 氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū)體線的形式 噴出，在接收裝置上由獲得二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜；
3) 將步驟2)得到的二氧化鈦前驅(qū)體線組成的薄膜在馬弗爐中50(TC左 右煅燒2小時左右；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜，電紡膜 的厚度為60微米，組成二氧化鈦電紡膜的二氧化鈦線的直徑為1.5微米；
4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為2.0%的硝酸鋅、質(zhì)量濃度為2.0%的六次甲基四胺及 余量水組成；
5) 將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡 膜加入到容器內(nèi)(如聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼容器)，其中氧化鋅前軀體溶膠 與電紡膜的質(zhì)量比為50:1，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在95'C下加熱20小時， 進(jìn)行水熱合成，使氧化鋅納米棒生長在二氧化鈦電紡膜上；從烘箱內(nèi)取出容 器，冷卻至室溫，開啟容器，從溶液中取出已生長有氧化鋅納米棒的二氧化 鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，在5(TC左右下烘干，即得到本發(fā)明所述的 氧化鋅與二氧化釹復(fù)合薄膜材料，薄膜的厚度為100微米。掃描電鏡見圖5，可以看出構(gòu)成薄膜材料的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型 的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米
棒構(gòu)成，復(fù)合材料纖維的直徑為5 7微米，氧化鋅納米棒的直徑為200 300nm，長度為3 5微米。
實施例4
1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為2.0%的聚乙烯吡咯烷酮、質(zhì)量濃度為10%的醋酸、質(zhì) 量濃度為12%的四氯化鈦及余量乙醇組成；
2) 將步驟l)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備(單孔 絲噴頭)的給液裝置中，調(diào)整紡絲工作距離為10cm、工作電壓為20KV;使二 氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū)體線的形式 噴出，在接收裝置上獲得由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成組成的薄膜；
3) 將步驟2)得到的二氧化鈦前驅(qū)體線組成的薄膜在馬弗爐中50(TC左 右煅燒2小時左右；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜，電紡膜 的厚度為70微米，組成二氧化鈦電紡膜的二氧化鈦線的直徑為3微米；
4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為1.5%的氯化鋅、質(zhì)量濃度為0.9%的六次甲基四胺、 質(zhì)量濃度為0.15%的檸檬酸鉀及余量水組成；
5)將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡膜 加入到容器內(nèi)(如聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼容器)，其中氧化鋅前軀體溶膠與 電紡膜的質(zhì)量比為150:1，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在15(TC下加熱4小時， 進(jìn)行水熱合成，使氧化鋅納米片生長在二氧化鈦電紡膜上；從烘箱內(nèi)取出容 器，冷卻至室溫，開啟容器，從溶液中取出已生長有氧化鋅納米片的二氧化 鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，在5(TC左右下烘干，即得到本發(fā)明所述的 氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料，薄膜的厚度為40微米。掃描電鏡見圖6， 可以看出構(gòu)成薄膜材料的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型 的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米 片構(gòu)成，復(fù)合材料纖維的直徑為2 4微米，氧化鋅納米片的厚度為100 200nm，直徑為1 3微米。
10
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料，其特征是，所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料是由直徑為2～8微米的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維交織構(gòu)成的；所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米晶粒構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜材料，其特征是所述的二氧化鈦線的 直徑在0.2 5微米之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜材料，其特征是所述的氧化鋅納米晶 粒的形狀是直徑為100 300nm、長度為1 5微米的納米棒，或是厚度為100 300nm、直徑為1 3微米的納米片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜材料，其特征是氧化鋅與二氧化鈦復(fù) 合薄膜的厚度為20 100微米。
5. —種根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的復(fù)合薄膜材料的制備方法，其特 征是，該方法包括以下步驟1) 配制靜電紡絲用二氧化鈦前驅(qū)體溶膠，所述的靜電紡絲用二氧化鈦前 軀體溶膠由質(zhì)量濃度為0.2 2%的聚乙烯吡咯烷酮、質(zhì)量濃度為10 30°/。的 醋酸，質(zhì)量濃度為10 30%的鈦酸酯或鈦酸鹽及余量乙醇組成；2) 將步驟1)得到的二氧化鈦前驅(qū)體溶膠加入到靜電紡絲設(shè)備的給液裝 置中，使二氧化鈦前驅(qū)體溶膠從靜電紡絲設(shè)備的噴射裝置中以二氧化鈦前驅(qū) 體線的形式噴出，在接收裝置上獲得由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜；3) 將步驟2)得到的由二氧化鈦前驅(qū)體線交織構(gòu)成的薄膜在馬弗爐中煅 燒；得到由二氧化鈦線交織構(gòu)成的二氧化鈦電紡膜；4) 配制水熱合成用的氧化鋅前軀體溶膠，所述的水熱合成用的氧化鋅前 軀體溶膠是由質(zhì)量濃度為0.1% 3%的水溶性鋅鹽、質(zhì)量濃度為0.1% 5%的 六次甲基四胺、質(zhì)量濃度為0% 0.2%的檸檬酸鹽及余量水組成；5) 將步驟4)得到的氧化鋅前軀體溶膠、步驟3)得到的二氧化鈦電紡 膜加入到容器內(nèi)，其中氧化鋅前軀體溶膠與電紡膜的質(zhì)量比為200:1 50:1，將容器密封后放入烘箱內(nèi)，在溫度為50 20(TC下加熱進(jìn)行水熱合成，使氧化 鋅納米晶粒生長在二氧化鈦電紡膜上；取出已生長有氧化鋅納米晶粒的二氧 化鈦電紡膜，去離子水沖洗干凈后，烘干，得到所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù) 合薄膜材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是所述的鈦酸酯是鈦酸四丁酯、 鈦酸四乙酯或鈦酸四丙酯；所述的鈦酸鹽是四氯化鈦。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是所述的水溶性鋅鹽是醋酸鋅、 硝酸鋅或氯化鋅；所述的檸檬酸鹽是檸檬酸鈉、檸檬酸鉀或者檸檬酸銨。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是步驟2)靜電紡絲設(shè)備的紡絲 工作距離為3 10cm之間、工作電壓為5 25KV之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是所述的電紡膜的厚度在10 80微米之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是步驟5)所述的在溫度為50 20(TC下加熱的時間是2 24小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于氧化物半導(dǎo)體薄膜材料領(lǐng)域，特別涉及氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料及其制備方法。本發(fā)明結(jié)合靜電紡絲與水熱合成制備技術(shù)，制備出的復(fù)合薄膜材料是由直徑為2～8微米的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維交織構(gòu)成的，復(fù)合薄膜厚度為20～100微米；所述的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合材料纖維是由以銳鈦礦型的二氧化鈦線為軸和有序生長在二氧化鈦線上的六方纖鋅礦型的氧化鋅納米晶粒構(gòu)成。本發(fā)明的氧化鋅與二氧化鈦復(fù)合薄膜材料具有較好的強(qiáng)度和較大的比表面積，在太陽能電池、光催化、自清潔等方面有重要的應(yīng)用。
文檔編號H01L31/0264GK101607735SQ20081011514
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者周樹云, 孫承華, 王暖霞, 胡秀杰, 萍 陳 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所