氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法
【專利摘要】本發明涉及氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，具體步驟為：1)制備富勒烯分散液；2)制備二氧化鈦納米管；3)制備氧化銦錫納米線陣列；4)制備氧化銦錫納米線；5)將產物反復用去離子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分鐘，浸泡過程伴隨機械攪拌，然后濾去酸液，再分別用去離子水和無水乙醇清洗至中性，產物在溫度60℃下真空干燥8h，得到氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管。本發明的優點在于：具有成本低廉、環境友好、易于加工，壽命長，抗菌、可重復性好等優點，在超級電容和太陽能領域有廣泛的應用前景。
【專利說明】
氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料的制備方法與在太陽能電池中的應用。
【背景技術】
[0002]隨著當代人類社會的迅猛發展，日益嚴重的能源與環境問題加速了新能源技術的開發與利用，太陽能憑借其資源儲量豐富，清潔環保等優勢受到了人們的廣泛關注，而作為光電轉換器件的太陽能電池成為研究的焦點。
[0003]然而，目前通常用于量子點敏化太陽能電池的對電極材料為貴金屬Pt或Au催化劑，貴金屬催化劑的使用不僅極大的增加了量子點敏化太陽能電池的成產成本，其催化性多硫電解質發生還原反應的能力也不理想。因此，另一類基于非貴金屬的對電極催化劑材料成為人們關注的焦點。
【發明內容】
[0004]本發明提供了氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，本發明技術工藝簡單，所得產品具有成本低廉、環境友好、易于加工，壽命長，抗菌、可重復性好等優點，在超級電容和太陽能領域有廣泛的應用前景。具體技術方案如下:
[0005]氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0006]I)在惰性氣體的保護下，將富勒烯溶于有機溶劑中，超聲波處理60?120-min，得到富勒烯分散液；
[0007]2)將鈦源加入到70?80ml體積的摩爾濃度為20?30mol/L的NaOH溶劑中混合機械攪拌30?60分鐘，再將步驟I)所得的分散液加入混合機中混合,并繼續機械攪拌60?90分鐘至混合均勻，備用；
[0008]3)以金納米顆粒為催化劑，通過化學氣相沉積法，在所述導電基底上沉積生長所述氧化銦錫納米線陣列；
[0009]4)將步驟2)所得到的反應液移至水熱反應釜，同時加入叔丁基鋰和步驟3)所得氧化銦錫納米線，攪拌混合，120?160°C反應20?24h ；
[0010]5)反應完全后，將產物反復用去離子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分鐘，浸泡過程伴隨機械攪拌，然后濾去酸液，再分別用去離子水和無水乙醇清洗至中性，產物在溫度60°C下真空干燥8h，得到氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管；
[0011]6)將步驟5)得到的粉體材料放在坩堝中，在氮氣或氬氣氛保護下溫度450°C燒結
0.5h?lh，即可得到一種氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料。
[0012]步驟I)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。
[0013]所述步驟2)中NaOH的濃度為15?25mol/L。
[0014]所述步驟I)中的有機溶劑為無水乙醇。
[0015]所述步驟I)中的所述鈦源為20%的金紅石型T12和80%的銳鈦礦型T12或銳鈦礦T12。
[0016]所述步驟3)中所述氧化銦錫納米線陣列所用的銦源和錫源在600?1000°C的條件下加熱成氣態；
[0017]所述步驟I)中的富勒烯本體是含有50至120個碳原子的碳籠。
[0018]同現有相比，本發明的優點在于:本發明技術工藝簡單，所得產品具有成本低廉、環境友好、易于加工，壽命長，抗菌、可重復性好等優點，在超級電容和太陽能領域有廣泛的應用前景。
【具體實施方式】
[0019]以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0020]實施例1:
[0021]I)在惰性氣體的保護下，將1g富勒烯溶于有機溶劑中，超聲波處理60min，得到富勒烯分散液；
[0022]2)將5g鈦源加入到70ml體積的摩爾濃度為20mol/L的NaOH溶劑中混合機械攪拌30分鐘，再將步驟I)所得的分散液加入混合機中混合，并繼續機械攪拌60分鐘至混合均勾，備用；
[0023]3)以2g金納米顆粒為催化劑，通過化學氣相沉積法，在所述導電基底上沉積生長所述氧化銦錫納米線陣列；
[0024]4)將步驟2)所得到的反應液移至水熱反應釜，同時加入Ig叔丁基鋰和步驟3)所得氧化銦錫納米線，攪拌混合，120?160°C反應20?24h ；
[0025]5)反應完全后，將產物反復用去離子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分鐘，浸泡過程伴隨機械攪拌，然后濾去酸液，再分別用去離子水和無水乙醇清洗至中性，產物在溫度60°C下真空干燥8h，得到氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管；
[0026]6)將步驟5)得到的粉體材料放在坩堝中，在氮氣或氬氣氛保護下溫度450°C燒結
0.5h，即可得到一種氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料，記為I號復合材料。
[0027]實施例1:
[0028]I)在惰性氣體的保護下，將15g富勒烯溶于有機溶劑中，超聲波處理120min，得到富勒烯分散液；
[0029]2)將8g鈦源加入到80ml體積的摩爾濃度為30mol/L的NaOH溶劑中混合機械攪拌60分鐘，再將步驟I)所得的分散液加入混合機中混合，并繼續機械攪拌90分鐘至混合均勾，備用；
[0030]3)以4g金納米顆粒為催化劑，通過化學氣相沉積法，在所述導電基底上沉積生長所述氧化銦錫納米線陣列；
[0031]4)將步驟2)所得到的反應液移至水熱反應釜，同時加入2g叔丁基鋰和步驟3)所得氧化銦錫納米線，攪拌混合，160°C反應20?24h ；
[0032]5)反應完全后，將產物反復用去離子水清洗至中性，再用HNO3溶液浸泡30分鐘，浸泡過程伴隨機械攪拌，然后濾去酸液，再分別用去離子水和無水乙醇清洗至中性，產物在溫度60°C下真空干燥8h，得到氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管；
[0033]6)將步驟5)得到的粉體材料放在坩堝中，在氮氣或氬氣氛保護下溫度450°C燒結Ih,即可得到一種氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料，記為2號復合材料。
[0034]通過將本發明制備的氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料作為電極材料進行性能對比測試試驗，得出以下結論:2號復合材料的各項性能均優于I號復合材料，2號復合材料可以廣泛應用與太陽能電池的電極制作的原材料中。
【主權項】
1.氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)在惰性氣體的保護下，將富勒烯溶于有機溶劑中，超聲波處理60?120-min，得到富勒烯分散液； 2)將鈦源加入到70?80ml體積的摩爾濃度為20?30mol/L的NaOH溶劑中混合機械攪拌30?60分鐘，再將步驟I)所得的分散液加入混合機中混合,并繼續機械攪拌60?90分鐘至混合均勻，備用； 3)以金納米顆粒為催化劑，通過化學氣相沉積法，在所述導電基底上沉積生長所述氧化銦錫納米線陣列； 4)將步驟2)所得到的反應液移至水熱反應釜，同時加入叔丁基鋰和步驟3)所得氧化銦錫納米線，攪拌混合，120?160°C反應20?24h ； 5)反應完全后,將產物反復用去離子水清洗至中性,再用HNO3溶液浸泡30分鐘,浸泡過程伴隨機械攪拌，然后濾去酸液，再分別用去離子水和無水乙醇清洗至中性，產物在溫度60°C下真空干燥8h，得到氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管； 6)將步驟5)得到的粉體材料放在坩堝中，在氮氣或氬氣氛保護下溫度450°C燒結0.5h?lh，即可得到一種氧化銦錫/富勒烯/ 二氧化鈦納米管復合材料。2.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。3.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中NaOH的濃度為15?25mol/L。4.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中的有機溶劑為無水乙醇。5.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中的所述鈦源為20%的金紅石型T12和80%的銳鈦礦型T12或銳鈦礦T12。6.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3)中所述氧化銦錫納米線陣列所用的銦源和錫源在600?1000°C的條件下加熱成氣態。7.根據權利要求1所述的氧化銦錫/富勒烯/二氧化鈦納米管復合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中的富勒烯本體是含有50至120個碳原子的碳籠。
【文檔編號】H01G9/20GK106067381SQ201410606084
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年10月30日 公開號201410606084.3, CN 106067381 A, CN 106067381A, CN 201410606084, CN-A-106067381, CN106067381 A, CN106067381A, CN201410606084, CN201410606084.3
【發明人】趙偉
【申請人】西安亞岱新能源科技有限公司