一种二氧化钛多孔纳米线及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种二氧化钛多孔纳米线及其制备方法。该方法包括以下步骤：将钛源分散于含有氢氧化锂的双氧水水溶液中，搅拌形成透明溶液A；将透明溶液A进行加热反应获得纳米线状结构前驱物B；将纳米线状结构前驱物B分离后，经低温退火处理获得纳米线状结构前驱物C；将纳米线状结构前驱物C分散于酸溶液中进行氢离子交换，得到纳米线状结构前驱物D；将纳米线状结构前驱物D经高温退火处理获得多孔纳米线状结构二氧化钛产物E，即二氧化钛多孔纳米线。本发明专利技术还提供了上述方法制备的二氧化钛多孔纳米线。该二氧化钛纳米线具有多孔结构，可大大增加纳米线结构的比表面积，提升材料在电池电极、催化、光催化、传感、太阳能电池、亲疏水、生物等领域的应用效果。

A Titanium Dioxide Porous Nanowire and Its Preparation Method

The invention provides a porous titanium dioxide nanowire and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: dispersing titanium source in aqueous hydrogen peroxide solution containing lithium hydroxide, stirring to form transparent solution A; heating transparent solution A to obtain nanowire structure precursor B; separating nanowire structure precursor B and annealing at low temperature to obtain nanowire structure precursor C; and dispersing nanowire structure precursor C into acid solution. Nanowire structure precursor D was obtained by hydrogen ion exchange, and porous nanowire structure titanium dioxide product E, namely porous titanium dioxide nanowire, was obtained by annealing nanowire structure precursor D at high temperature. The invention also provides porous titanium dioxide nanowires prepared by the above method. The nanowires have porous structure, which can greatly increase the specific surface area of nanowires and enhance the application effect of materials in battery electrodes, catalysis, photocatalysis, sensing, solar cells, hydrophobic, biological and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛多孔纳米线及其制备方法
本专利技术涉及一种二氧化钛多孔纳米线及其制备方法，属于纳米材料制备

技术介绍
二氧化钛由于在光解水、催化、光催化、锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、染料敏化太阳能电池和传感器等领域具有广阔的应用前景，是材料领域研究的热点。二氧化钛的应用性能与其形貌结构密切相关。例如，相比于单晶二氧化钛纳米颗粒而言，一维二氧化钛纳米材料可以减少颗粒间的晶界，有利于载流子在长轴方向上的输运，具有以下一些特点：(1)该纳米尺度下，二氧化钛比表面积和活性位点会急剧增加，可大大加速其表面反应及其和媒介的相互作用；(2)在光催化领域，有利于光生电子-空穴对在长轴方向上自由迁移，减少电子空穴的复合几率，提高光催化效率；(3)在电池电极材料领域，长轴有利于电子的有效迁移，短轴有利于锂、钠或钾离子的快速嵌入与嵌出过程，相比于纳米颗粒而言，一维结构具有较好的充放电性能；(4)在染料敏化太阳能电池领域，一维纳米结构可以大大减少颗粒间的晶界，有利于电子在光阳极上的传输，大大提高电池的效率；(5)一维纳米结构具有较大的比表面积，同时单根纳米线还具有较大的质量，在光催化反应后极易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化钛多孔纳米线的制备方法，其包括以下步骤：S1、将钛源分散于含有氢氧化锂的双氧水水溶液中，搅拌形成透明溶液A；S2、将所述透明溶液A进行加热反应获得纳米线状结构前驱物B；S3、将所述纳米线状结构前驱物B分离后，经低温退火处理获得纳米线状结构前驱物C；S4、将所述纳米线状结构前驱物C分散于酸溶液中进行氢离子交换，得到纳米线状结构前驱物D；S5、将所述纳米线状结构前驱物D经高温退火处理获得多孔纳米线状结构二氧化钛产物E，即所述二氧化钛多孔纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛多孔纳米线的制备方法，其包括以下步骤：S1、将钛源分散于含有氢氧化锂的双氧水水溶液中，搅拌形成透明溶液A；S2、将所述透明溶液A进行加热反应获得纳米线状结构前驱物B；S3、将所述纳米线状结构前驱物B分离后，经低温退火处理获得纳米线状结构前驱物C；S4、将所述纳米线状结构前驱物C分散于酸溶液中进行氢离子交换，得到纳米线状结构前驱物D；S5、将所述纳米线状结构前驱物D经高温退火处理获得多孔纳米线状结构二氧化钛产物E，即所述二氧化钛多孔纳米线。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在S1中，钛源的摩尔浓度为0.01摩尔/升至1摩尔/升；所述钛源中的钛与氢氧化锂的摩尔比为1:100至1:1；优选地，所述钛源选自乙醇钛、丙醇钛、钛酸四丁酯、乙二醇钛、丙三醇钛、硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛、四氟化钛、氟钛酸铵和钛酸中的一种或者几种的组合。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含有氢氧化锂的双氧水水溶液中，氢氧化锂的浓度为0.4摩尔/升至1.0摩尔/升，双氧水的体积分数为千分之五至百分之十。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述加热反应的温度为60摄氏度至100摄氏度；所述加热反应的时间为0.5小时至24小时。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述低温退火处理的温度为150摄氏度至250摄氏度；所述低温退火处理的时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，刘合，王晓琦，金旭，焦航，刘晓丹，孙亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11