氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和用途，涉及材料领域。该材料按照以下方法制备获得：将钛元化合物、表面活性剂和酸溶液混合搅拌，得到第一溶液；将过氧化氢和水混合，得到第二溶液；将所述第二溶液缓慢滴加至所述第一溶液中，得到氧化钛量子点胶体；将所得到的胶体进行干燥，得到氧化钛量子点粉末。本发明专利技术提供的氧化钛量子点粉末制备方法简单、成本低廉、可宏量制备，且在制备过程中不会产生废水等次生污染，适合于工业生产等。所述制备的氧化钛量子点材料可用于光催化降解、颜料、涂料、化妆品等领域。

Titanium oxide quantum dot materials and their macro-preparation methods and Applications

The invention relates to a titanium oxide quantum dot material, a macro preparation method and a use thereof, and relates to the material field. The material is prepared by mixing titanium compounds, surfactants and acid solution to obtain the first solution; mixing hydrogen peroxide and water to obtain the second solution; slowly adding the second solution to the first solution to obtain titanium oxide quantum dot colloid; drying the obtained colloid to obtain titanium oxide quantum dot powder. The titanium oxide quantum dot powder provided by the invention has the advantages of simple preparation method, low cost, large-scale preparation, and no secondary pollution such as waste water in the preparation process, and is suitable for industrial production, etc. The prepared titanium oxide quantum dot material can be used in the fields of photocatalytic degradation, pigments, coatings, cosmetics, etc.

【技术实现步骤摘要】
氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和应用
本专利技术涉及材料领域，尤其涉及一种氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和应用。
技术介绍
氧化钛是一种重要的工业原料，广泛应用于油墨、橡胶、造纸、化纤、水彩颜料等行业。同时，氧化钛也是一种高效的光涂料颜料的催化剂，可作为一种环境安全的清洁剂。此外，由于其无毒性，对人体无害，还广泛应用于生产防晒霜等化妆品。氧化钛的实用价值正在被广泛的发掘，其制备和应用受到了越来越多的关注。目前，纳米氧化钛的工业制备方法主要有气相法和液相法两种。气相法具体包含四氯化钛气相法、钛醇盐气相沉积法和钛醇盐气相水解法；液相法具体包括液相沉积法、溶胶-凝胶法、醇盐水解法、水热法、水解法、微乳液法和微波合成法等。现有氧化钛材料的制备方法普遍存在产量低、原材料成本高、工艺流程多、制备过程会产生废水等次生污染的问题，严重阻碍了氧化钛材料的发展。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和用途，以至少部分解决上述技术问题。(二)技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种氧化钛量子点材料的宏量制备方法，包括：a)将钛元化合物、表面活性剂和酸溶液混合，得到第一溶液；将过氧化氢和水混合，得到第二溶液；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到氧化钛量子点胶体；c)将所述胶体进行干燥得到氧化钛量子点粉末。在进一步的实施方案中，所述钛元化合物至少包括以下一种：叔丁醇钛、三氯化钛、四氯化钛、钛氧草酸铵、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯、异丙醇钛和硫酸钛。在进一步的实施方案中，所述表面活性剂至少包括以下一种：木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。在进一步的实施方案中，所述钛元化合物、表面活性剂和酸溶液的混合用量比为0.01～20g∶0～10g∶100mL。在进一步的实施方案中，所述酸溶液至少包括以下一种：盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸和柠檬酸；且所述酸溶液pH为1～5。在进一步的实施方案中，所述第二溶液中过氧化氢和水的体积比为0∶100至50∶100之间。在进一步的实施方案中，所述第二溶液滴加至第一溶液时，速率为0.1～50滴/秒，所述第一溶液的温度控制在5～100℃，且对所述第一溶液进行搅拌。在进一步的实施方案中，所述干燥为冷冻干燥、加热干燥或喷雾干燥，且所述干燥的温度为-50～150℃且时间为1～72h。根据本专利技术的又一方面，提供一种氧化钛量子点材料，所述量子点材料根据上述的制备方法制备而成的氧化钛量子点材料。根据本专利技术的再一方面，提供一种上述的氧化钛量子点材料的应用，所述氧化钛量子点材料应用于光催化降解、颜料、涂料和化妆品领域。(三)有益效果本专利技术提供的氧化钛量子点材料胶体为纳米材料与液相的混合物，制备该材料时无需进行固液分离、洗涤等操作；本专利技术提供的氧化钛量子点材料粉末为氧化钛量子点材料胶体干燥所得，干燥过程所产生的水和酸的溶液可以回收再利用；因此本专利技术提供的氧化钛量子点材料制备方法简单、成本低廉、可宏量制备，且在制备过程中不会产生废水等次生污染，具有良好的经济效益和环保效益。此外，本专利技术提供的氧化钛量子点材料具有巨大的应用前景，非常适用于应用到光催化降解、颜料、涂料、化妆品等领域。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的氧化钛量子点材料的XRD图谱；图2是本专利技术实施例1提供的氧化钛量子点材料的透射电镜照片；图3是本专利技术实施例1提供的氧化钛量子点材料的紫外可见透过率图谱；图4是本专利技术实施例1提供的100克氧化钛量子点材料的实物图照片。具体实施方式本专利技术提供一种氧化钛量子点材料及其宏量制备方法和应用，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种氧化钛量子点材料的宏量制备方法，包括：a)将钛元化合物、表面活性剂和酸溶液混合，得到第一溶液；将过氧化氢和水混合，得到第二溶液；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到氧化钛量子点胶体；c)将所述胶体进行干燥得到氧化钛量子点粉末。在本专利技术中，制备所述第一溶液时，所述酸溶液为浓酸或其水溶液；且所述浓酸包括但不限于盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种，优选为盐酸、硝酸、乙酸、草酸、柠檬酸的一种或多种，更优选为盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸的一种或多种；所述酸溶液的pH值优选为1～5，更优选为2～5，具体可为4.5。所述钛元化合物包括但不限于叔丁醇钛、三氯化钛、四氯化钛、钛氧草酸铵、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯、异丙醇钛、硫酸钛中的一种或多种，优选为叔丁醇钛、四氯化钛、钛氧草酸铵、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯、异丙醇钛、硫酸钛中的一种或多种，更优选为叔丁醇钛、钛氧草酸铵、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯、异丙醇钛、硫酸钛中的一种或多种；所述表面活性剂包括但不限于木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，优选为木质素磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，更优选为木质素磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸和十八烷基硫酸钠中的一种或多种；在本专利技术中，所述钛元化合物、表面活性剂和酸溶液的用量比优选为(0.01～20)g∶(0～10)g∶100mL，更优选为(0.1～10)g∶(0～10)g∶100mL，具体可为1∶0.5∶10。在本专利技术中，制备所述第二溶液时，所述过氧化氢和水的体积比优选为(0～50)∶100，更优选为(0～30)∶70，具体可为30∶70。所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，所述滴加的速率优选为0.1～50滴/秒，更优选为0.2～10滴/秒，具体可为3滴/10秒、1滴/秒、2滴/秒、3滴/秒、4滴/秒、5滴/秒、6滴/秒、7滴/秒、8滴/秒、9滴/秒或10滴/秒；滴加所述第二溶液时，所述第一溶液的温度优选控制在5～100℃，具体可为20℃、40℃、60℃、80℃或95℃；滴加所述第二溶液时，优选对所述第一溶液进行搅拌。在本专利技术中，所提供的氧化钛量子点胶体材料可干燥为固体粉末。所述干燥方法优选为冷冻干燥、加热干燥和喷雾干燥中的一种。所述干燥的温度优选为-50～150℃，更优选为0～120℃，具体可为80℃。所述干燥时间优选为1～72h，更优选为8～36h，具体可为15h。本专利技术提供的氧化钛量子点材料胶体为纳米材料与液相的混合物，制备该材料时无需进行固液分离、洗涤等操作；本专利技术提供的氧化钛量子点材料粉末为氧化钛量子点材料胶体干燥所得，干燥过程所产生的水和酸的溶液可以回收再利用；因此本专利技术提供的氧化钛量子点材料制备方法简单、成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化钛量子点材料的宏量制备方法，包括：a)将钛元化合物、表面活性剂和酸溶液混合，得到第一溶液；将过氧化氢和水混合，得到第二溶液；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到氧化钛量子点胶体；c)将所述胶体进行干燥得到氧化钛量子点粉末。

【技术特征摘要】
1.一种氧化钛量子点材料的宏量制备方法，包括：a)将钛元化合物、表面活性剂和酸溶液混合，得到第一溶液；将过氧化氢和水混合，得到第二溶液；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到氧化钛量子点胶体；c)将所述胶体进行干燥得到氧化钛量子点粉末。2.根据权利要求1所述的氧化钛量子点材料的宏量制备方法，其特征在于，所述钛元化合物至少包括以下一种：叔丁醇钛、三氯化钛、四氯化钛、钛氧草酸铵、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯、异丙醇钛和硫酸钛。3.根据权利要求1所述的氧化钛量子点材料的宏量制备方法，其特征在于，所述表面活性剂至少包括以下一种：木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。4.根据权利要求1所述的氧化钛量子点材料的宏量制备方法，其特征在于，所述钛元化合物、表面活性剂和酸溶液的混合用量比为0.01～20g：0～10g：100...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长征，杨波，谢毅，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34