中空纳米TiO2微球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中空纳米TiO2微球及其制备方法，制备方法具体为称取1g~3g的钛酸丁酯溶于40mL无水乙醇中，通过磁力搅拌使其形成均匀溶液，然后将溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5~7h，然后对产物用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。本发明专利技术代替了传统硬模板法和软模板法的制备工艺，工艺简单易行，原料廉价易得。杜绝传统工艺中使用的模板剂和表面活性剂所带来的一系列后处理问题。

Hollow nano TiO2 microspheres and preparation method thereof

The invention relates to a nano TiO2 hollow microsphere and its preparation method, preparation method for concrete said butyl titanate take 1g~3g 40mL soluble in ethanol, by magnetic stirring to form homogeneous solution, then the solution is poured into stainless steel at high temperature 100mL reactor, reaction at 220 DEG C under the condition of 5~7h, then the three products with water and ethanol in the 7000r/min centrifugal washing, finally at 70 DEG C, vacuum drying to obtain nano TiO2 hollow microspheres. The invention replaces the traditional hard template method and the soft template method, and has the advantages of simple and easy process, low cost and easy availability of raw materials. Eliminate a series of post treatment problems caused by templates and surfactants used in traditional process.

【技术实现步骤摘要】
中空纳米TiO2微球及其制备方法
本专利技术涉及材料制备领域，具体涉及一种中空纳米TiO2微球及其制备方法。
技术介绍
目前，中空微球的合成方法很多，同时也非常的成熟。在制备过程中根据是否加入模板剂可将制备方法分为两类：传统模板法和无模板法。其中传统模板法包括软模板和硬模板两种方法，该方法是以表面活性剂或合适的刚性微粒为模板，如表面活性剂、聚苯乙烯、碳球和二氧化硅微球等，通过分子间作用力，如静电作用、氢键等将前驱物沉积在模板表面而得到包覆结构，再通过煅烧或萃取等方法除去模板剂，从而得到中空结构的纳米微球。虽然模板法已被证明是非常有效的和灵活的用于合成中空结构，但它们还存在一些不足。特别是模板材料的高成本和复杂的多步合成程序的必要性，促使低成本和工艺简单的无模板方法的发展。无模板法也称为自模板法，主要是经过粒子扩散和自组装形成中空结构，即在这个过程中不需要添加额外的模板剂，因此也就不存在模板剂的去除问题，故而自模板法被认为是一种清洁、环保、绿色的合成方法，越来越受研究者的青睐。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种中空纳米TiO2微球的制备方法，克服现有模板法制备中空纳米TiO2微球的技术缺陷，去除了模板剂和表面活性剂的使用，因此也解决了表面活性剂和模板剂后处理难的问题，并更大程度地提高的制备工艺的简易性。本专利技术所采用的技术方案为：中空纳米TiO2微球的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：称取1g~3g的钛酸丁酯溶于40mL无水乙醇中，磁力搅拌10min使其形成均匀溶液；将所述溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5~7h，等到混合物；对所述混合物分别用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。所述TiO2纳米粒子为中空结构的其粒径约为500nm~600nm。所述中空纳米TiO2微球的制备方法所制得的中空纳米TiO2微球。本专利技术具有以下优点：本专利技术采用一步法无模板溶剂热法制备了中空纳米TiO2微球，首先无模板优点主要体现在：这个过程中不需要添加额外的任何模板剂和表面活性剂，因此也就不存在模板剂和表面活性剂的去除问题；其次与普通的无模板法相比：普通无模板法需要加入诱导起泡剂，以气泡作为模板去导向生成中空纳米TiO2微球，而此方法不需要在反应中加入一定量的起泡剂，通过严格控制反应时间和水热温度去实现微球的生成；最后溶剂热法优点在于：本专利技术以无毒无害的无水乙醇作为溶剂通过不锈钢高温水热釜进行反应，反应过程一步完成，操作简单、时间较短。是一种清洁、环保、绿色的中空纳米TiO2合成方法。附图说明图1为中空TiO2微球SEM图；其中图1a为无模板溶剂热法，图1b为硬模板法。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术的具体提供一种中空纳米TiO2微球的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：称取1g~3g的钛酸丁酯溶于40mL无水乙醇中，磁力搅拌10min使其形成均匀溶液；将所述溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5~7h，等到混合物；对所述混合物分别用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。所述TiO2纳米粒子为中空结构的其粒径约为500nm~600nm。所述中空纳米TiO2微球的制备方法所制得的中空纳米TiO2微球。下面结合具体实施例说明，由无模板溶剂热法根据奥斯瓦尔德熟化机理制备中空纳米TiO2微球，实例1称取1g的钛酸丁酯（TBT）溶于40mL无水乙醇中，通过磁力搅拌使其形成均匀溶液，然后将溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5h，对所得产物用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。实例2称取2g的钛酸丁酯（TBT）溶于40mL无水乙醇中，通过磁力搅拌使其形成均匀溶液，然后将溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应6h，对所得产物用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。实例3称取3g的钛酸丁酯（TBT）溶于40mL无水乙醇中，通过磁力搅拌使其形成均匀溶液，然后将溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应7h，对所得产物用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。中空纳米TiO2的SEM表征结果如图1所示。结果分析：从图a中可以看出通过一步无模板溶剂热法可以成功制备出中空纳米TiO2微球，粒径大约在300nm左右，这与TEM中的测试结果一致；同时从将其与硬模板法对比我们可以发现：无模板溶剂热法制备出的纳米TiO2微球表面粗糙结构远远大于硬模板法，这也说明其比表面积也是大于硬模板法所制备的微球，因此这更有利于TiO2微球发挥其比表面积纳米效应。本专利技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本专利技术说明书而对本专利技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本专利技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
中空纳米TiO2微球的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：称取1g~3g的钛酸丁酯溶于40mL无水乙醇中，磁力搅拌10min使其形成均匀溶液；将所述溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5~7h，等到混合物；对所述混合物分别用水和无水乙醇各在7000r/min下离心水洗三次，最后在70℃下真空干燥，即得到中空纳米TiO2微球。

【技术特征摘要】
1.中空纳米TiO2微球的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：称取1g~3g的钛酸丁酯溶于40mL无水乙醇中，磁力搅拌10min使其形成均匀溶液；将所述溶液倒入100mL的不锈钢高温反应釜里，在220℃条件下反应5~7h，等到混合物；对所述混合物分别用水和无水乙醇各在7000r/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，程坤，高党鸽，马建中，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61