一种二氧化钛基纳米复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种二氧化钛基纳米复合材料及其制备方法和用途。所述复合材料包括纳米纤维素和位于所述纳米纤维素上的二氧化钛纳米颗粒，所述二氧化钛纳米颗粒的粒径小于20nm，所述纳米纤维素的直径在10nm以下。所述制备方法包括：(1)将纳米纤维素在溶剂中分散，调节pH值为酸性，得到纳米纤维素分散液，所述纳米纤维素的直径在10nm以下；(2)将步骤(1)所述纳米纤维素分散液与二氧化钛前驱体混合，并进行加热反应，固液分离得到所述二氧化钛基纳米复合材料。本发明专利技术提供的复合材料中二氧化钛纳米颗粒的粒径小，光催化活性高，可用于工业及生活废水的净化和处理，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛基纳米复合材料及其制备方法和用途
本专利技术属于材料领域，涉及一种复合材料及其制备方法和用途，尤其涉及一种二氧化钛基纳米复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
水中的微污染物具有低浓度、高毒性、持久性和生物富集效应等特征，严重威胁着生态环境和人类健康。吸附法由于操作简便、能耗低、效率高、无二次污染等优点被广泛应用于工业废水处理和饮用水的深度净化。然而，吸附法只是将污染物物理转移，并没有将它们矿化成小分子而彻底清除，吸附剂再生和循环使用是大规模广泛应用的瓶颈。光催化是去除水中微污染物的重要方法，催化剂在光的照射下可将有机污染物彻底降解为CO2和水，同时实现吸附剂的再生，被誉为“当今世界最理想的绿色环境净化技术”。纳米TiO2因氧化还原性强、化学性质稳定、成本低、环保无毒等优点而成为广泛应用的半导体光催化剂。对于纳米半导体粒子而言，粒径越小，电子从体相扩散到表面的时间越短，电子与空穴复合的几率越小，光生电荷分离效率越高，越有利于光催化活性的的提高。然而，粒径过小又容易发生二次团聚使其粒径增大，不利于分散。因此，实际应用过程中应该选择合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化钛基纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料包括纳米纤维素和位于所述纳米纤维素上的二氧化钛纳米颗粒，所述二氧化钛纳米颗粒的粒径小于20nm，所述纳米纤维素的直径在10nm以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛基纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料包括纳米纤维素和位于所述纳米纤维素上的二氧化钛纳米颗粒，所述二氧化钛纳米颗粒的粒径小于20nm，所述纳米纤维素的直径在10nm以下。


2.根据权利要求1所述的二氧化钛基纳米复合材料，其特征在于，所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为4-8nm；
优选地，所述二氧化钛纳米颗粒为球形；
优选地，所述二氧化钛纳米颗粒的晶型为锐钛矿晶型；
优选地，所述二氧化钛纳米颗粒以Ti-O-C共价键固定在纳米纤维素表面；
优选地，所述二氧化钛纳米颗粒无团聚；
优选地，所述纳米纤维素带有羧基和/或磺酸基；
优选地，所述纳米纤维素包括化学氧化的纳米纤维素纤维、纳米晶纤维素或细菌纤维素中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述纳米纤维素的直径为3-5nm。


3.根据权利要求1或2所述的二氧化钛基纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料中，二氧化钛纳米颗粒的质量分数为10-50wt％，纳米纤维素的质量分数为50-90wt％。


4.一种如权利要求1-3任一项所述二氧化钛基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将纳米纤维素在溶剂中分散，调节pH值为酸性，得到纳米纤维素分散液，所述纳米纤维素的直径在10nm以下；
(2)将步骤(1)所述纳米纤维素分散液与二氧化钛前驱体混合，并进行加热反应，固液分离得到所述二氧化钛基纳米复合材料。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为水和/或小分子醇；
优选地，所述小分子醇包括乙醇、正丙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述分散的方法为剪切搅拌分散和/或超声分散；
优选地，步骤(1)所述纳米纤维素带有羧基和/或磺酸基。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)调节pH值在6以下；
优...

【专利技术属性】
技术研发人员：李望良，李艳香，杨传芳，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11