一种TiO2球形三级分级结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TiO2球形三级分级结构的制备方法。具体步骤为：(1)将TiO2纳米颗粒、其它金属氧化物纳米颗粒以及聚乙二醇通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与其它金属氧化物纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；(2)利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；(3)煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和其它金属氧化物纳米颗粒构成的球形二级分级结构；(4)从球形二级分级结构中去除所述其它金属氧化物纳米颗粒，即获得TiO2球形三级分级结构。本发明专利技术的制备方法成本低、易于操作、无污染，可大批量快速生产，在光催化，传感，污染治理，自清洁涂料等领域具有广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种TiO2球形三级分级结构的制备方法，属于纳米/微米微结构材料极其制备技术。
技术介绍
金属氧化物球形分级结构的制备及其级数的调控是一项具有重要应用背景的技术。例如通过在二氧化钛中添加一定比例的氧化铁可提高其光催化活性，通过添加不同含量的氧化铁可对薄膜涂层的颜色进行控制，因为材料本身的超亲水性，因此可用做装饰和自清洁涂料；二氧化钛和氧化锌或氧化锡的球形复合物可用做半导体传感器的材料。多元成分的复合物可综合各组元的性能优势，实现性能增强和应用更广，另外通过对其级数的调控而不改变球形结构，完整的保持了球形结构的的优势，使其在光电领域，废气废水处理，自清洁涂料等方面有广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种易于操作，成本低廉的TiO2球形三级分级结构的制备方法。本专利技术的球形三级分级结构是由以下结构构成：由TiO2颗粒构成的微米级球形结构、微米级球形结构中去除其它金属氧化物后形成的纳米TiO2的结构、纳米TiO2颗粒本身的纳米结构。该TiO2球形三级分级结构的制备方法包括以下步骤：(1)将TiO2纳米颗粒、其它金属氧化物纳米颗粒以及聚乙二醇通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与其它金属氧化物纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；(2)利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；(3)煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和其它金属氧化物纳米颗粒构成的球形二级分级结构；<br>(4)从球形二级分级结构中利用溶解或者反应的方法去除所述其它金属氧化物纳米颗粒，即获得TiO2球形三级分级结构。所述的TiO2纳米颗粒粒径为2～100纳米，其它金属氧化物纳米颗粒粒径为2-100纳米。所述的其它金属氧化物为氧化铁、氧化镍、氧化铜、氧化银、氧化镁、氧化锌或者氧化锡中的一种或者几种组合。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)提供一种新型制备纳米金属氧化物多级结构的制备方法；(2)可以通过调控各金属氧化物的含量比例方便地制备所需材料；(3)本专利技术方法在保持球形结构的同时，实现了对复合物级数的调控；(4)工艺易于操作，不需要复杂的设备与器件，成本低；(5)无污染，高产出，可大批量快速生产，在光催化，传感，污染治理，自清洁涂料等领域具有广泛应用。附图说明图1是二氧化钛及其与10％的氧化锌纳米颗粒混合所制备的球形二级分级结构；图2是将氧化锌纳米颗粒去除后得到的TiO2的球形三级分级结构。具体实施方式实施例1：将质量比1:0.02的颗粒粒径为2纳米的TiO2纳米颗粒和颗粒直径为2纳米的氧化铁纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化铁纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化铁纳米颗粒的球形二级分级结构。通过盐酸溶解，反应去除氧化铁纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例2：将质量比1:0.04的颗粒粒径为100纳米的TiO2纳米颗粒和颗粒直径为100纳米的氧化镍纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化镍纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化镍纳米颗粒的球形二级分级结构。通过稀硫酸溶解去除氧化镍纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例3：将质量比1：0.1颗粒粒径为30纳米的TiO2纳米颗粒和颗粒直径为20纳米的氧化锌纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化锌纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒的球形二级分级结构。通过盐酸反应去除上述氧化锌纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例4：将质量比为1：0.06颗粒粒径为50纳米的TiO2纳米颗粒和颗粒直径为60纳米的氧化铜纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化铜纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化铜纳米颗粒的球形二级分级结构。通过硫酸溶解、反应等去除上述氧化铜纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例5：将质量比为1:0.08颗粒粒径为40nm的TiO2纳米颗粒和颗粒粒径为80纳米的氧化镁纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化镁纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧出去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化镁纳米颗粒的球形二级分级结构。通过盐酸溶解、反应去除上述氧化镁纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例6：将质量比为1:0.15颗粒粒径为100nm的TiO2纳米颗粒和颗粒粒径为70纳米的氧化银纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化银纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧出去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化银纳米颗粒的球形二级分级结构。通过盐酸溶解、反应去除上述氧化银纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例7：将质量比为1:0.2颗粒粒径为100nm的TiO2纳米颗粒和颗粒粒径为100纳米的氧化银纳米颗粒混合，然后再与分子量20000的聚乙二醇按照3:1的质量比通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与氧化银纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；在450℃下煅烧出去有机物，获得TiO2纳米颗粒和氧化银纳米颗粒的球形二级分级结构。通过盐酸溶解、反应去除上述氧化银纳米颗粒，获得TiO2的球形三级分级结构。实施例8：将颗粒粒径为30nm的氧化锌和氧化铁纳米颗粒混合，按照质量比为1:0.1将颗粒粒径为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiO2球形三级分级结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将TiO2纳米颗粒、其它金属氧化物纳米颗粒以及聚乙二醇通过球磨的方法混合均匀，获得TiO2与其它金属氧化物纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；(2)利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；(3)煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和其它金属氧化物纳米颗粒构成的球形二级分级结构；(4)从球形二级分级结构中去除所述其它金属氧化物纳米颗粒，即获得TiO2球形三级分级结构。

【技术特征摘要】
1.一种TiO2球形三级分级结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将TiO2纳米颗粒、其它金属氧化物纳米颗粒以及聚乙二醇通过球磨的方法混合均
匀，获得TiO2与其它金属氧化物纳米颗粒和聚乙二醇的混合粉末；
(2)利用上述粉末配制浆料，搅拌均匀，干燥后在衬底上得到薄膜或块材；
(3)煅烧除去有机物，获得TiO2纳米颗粒和其它金属氧化物纳米颗粒构成的球形二级分
级结构；
(4)从球形二级分级结构中去除所述其它金属氧化物纳米颗粒，即获得TiO2球形三级分
级结构。
2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝名伟，刘玉容，陈延峰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32