一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180

【技术实现步骤摘要】
一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及无机纳米材料制备
，尤其涉及一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着石墨烯材料的兴起，二维纳米材料引起了广大学者浓厚的研究兴趣。二维材料具有较大的横向尺寸和原子级别的厚度，能够表现出高表面原子占比、各向异性的电学特性、可调的带隙、高表面反应活性等特点。相比于块体材料，二维材料表面原子的配位数、键角、键长都有所差异，能够为化学反应提供丰富的表面活性位点。其次，二维材料比表面积巨大，在反应过程中，与反应溶液之间有更大的接触面积，能够吸附更多反应物，可促进反应更快地进行。再次，厚度降低显著减少了光生电荷从材料内部迁移到材料表面的距离，进而实现更快的反应动力学过程。最后，利用二维材料表面丰富的缺陷，可进行功能化修饰，从而提升材料的光吸收能力，改善电荷分离和转移效率，加快表面氧化还原反应速率。由于其独特的电学、光学、化学性质，二维材料被广泛应用于光电子器件、催化、能源储存和转化等领域。
[0003]TiO2具有禁带宽度宽、无毒性及化学稳定好等优点，最近几年被广泛应用于太阳电池、离子电池、光催化及抗菌材料等领域。因此，为进一步提高TiO2材料的性能，合理设计TiO2微纳米结构，制备具有二维纳米结构的TiO2材料，并简化其制备方法，具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法。
>[0005]本专利技术提出的一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180
‑
220℃下溶剂热反应12
‑
24h，得到具有特殊空心结构的TiO2微米球；所述有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比1：(1
‑
4)组成。
[0006]优选地，所述钛源为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯或其组合。
[0007]优选地，所述钛源和有机溶剂的体积比为1：(20
‑
30)。
[0008]一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，由所述的制备方法制得。
[0009]优选地，所述TiO2材料是由连续的二维TiO2纳米片构成，所述二维TiO2纳米片的厚度为10
‑
15nm。
[0010]本专利技术的有益效果如下：
[0011]本专利技术首次采用乙酸与乙腈这两种常规溶剂混合作为反应溶剂，通过简便的溶剂热方法制备具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，在制备过程中，无模板、无后处理步骤，具有反应条件温和、工艺简单，可控性强、且重现性好的优点，制得的TiO2材料在太阳电池、离子电池、光催化等领域具有广泛的应用。
附图说明
[0012]图1为实施例1制得的TiO2材料的SEM图像。
[0013]图2为对比例1制得的TiO2材料的SEM图像。
具体实施方式
[0014]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0015]实施例1
[0016]将10mL乙酸和40mL乙腈混合均匀，然后加入2mL钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，纳米片厚度为10
‑
15nm。
[0017]实施例2
[0018]将20mL乙酸和30mL乙腈混合均匀，然后加入2mL钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，纳米片厚度为10
‑
15nm。
[0019]实施例3
[0020]将2mL钛酸四正丁酯加入50mL有机溶剂中(其中有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比为1:1混合而成)，搅拌均匀，加入反应釜中，在180℃下溶剂热反应24h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，纳米片厚度为10
‑
15nm。
[0021]实施例4
[0022]将25mL乙酸和25mL乙腈混合均匀，然后加入2mL钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在220℃下溶剂热反应12h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，纳米片厚度为10
‑
15nm。
[0023]对比例1
[0024]将5mL乙酸和45mL乙腈混合均匀，然后加入2mL钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到TiO2材料。
[0025]图1是实施例1制备的TiO2材料，可以看出，该材料具有连续二维纳米片结构，纳米片厚度为10
‑
15nm。图2是对比例1制备的TiO2材料，可以看出，该材料由纳米颗粒和不规则微米球组成，纳米颗粒尺寸<100nm,微米球直径为1
‑
2μm。
[0026]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法，其特征在于，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180
‑
220℃下溶剂热反应12
‑
24h，得到具有特殊空心结构的TiO2微米球；所述有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比1：(1
‑
4)组成。2.根据权利要求1所述的具有连续二维纳米片结构的TiO2材...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆乾，胡林华，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：