纳米二氧化钛疏水改性的方法技术

本申请公开了一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，所述纳米二氧化钛疏水改性的方法包括以下步骤：将纳米二氧化钛原料分散于溶剂中，并加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌，得到反应物；将所述反应物进行加热回流处理后，静置，冷却后，收集下层的固体部分；用乙醇洗涤所述固体部分；将洗涤后的所述固体部分进行干燥，研磨，得到疏水改性的纳米二氧化钛。本申请解决了现有技术工艺复杂且加工成本较高的技术问题。有技术工艺复杂且加工成本较高的技术问题。有技术工艺复杂且加工成本较高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
纳米二氧化钛疏水改性的方法


[0001]本申请涉及无机材料
，尤其涉及一种纳米二氧化钛疏水改性的方法。

技术介绍

[0002]二氧化钛是一种重要的光触媒材料，其具有稳定性好、无毒无害、自清洁等有点，被广泛的应用于建筑、工业、生物、医疗、复合材料等领域，但二氧化钛比表面积大，极性强，有机溶剂内分散性差，易团聚，影响了实际应用效果。
[0003]纳米二氧化钛主要通过溶剂热法、化学气相沉积发、模板法等方法制备，但是所制备的二氧化钛多是亲水性的，很难在有机溶剂中均匀分散，因此需要通过表面改性来改善纳米二氧化钛在有机溶液中的相容性和分散性，常用的表面改性方法有刻烛法、蒸汽诱导相分离法、溶胶凝胶法、模板挤压法、模板印刷法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、电纺法等，但这些改性方法大多工艺复杂，加工成本较高。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，旨在解决现有技术工艺复杂且加工成本较高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，所述纳米二氧化钛疏水改性的方法包括以下步骤：
[0006]将纳米二氧化钛原料分散于溶剂中，并加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌，得到反应物；
[0007]将所述反应物进行加热回流处理后，静置，冷却后，收集下层的固体部分；
[0008]用乙醇洗涤所述固体部分；
[0009]将洗涤后的所述固体部分进行干燥，研磨，得到疏水改性的纳米二氧化钛。
[0010]可选地，所述溶剂包括正己烷和/或甲苯。
[0011]可选地，所述溶剂的体积与所述纳米二氧化钛原料的质量之比为20mL：1g～30mL：1g。
[0012]可选地，所述硅烷偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0013]可选地，所述硅烷偶联剂与所述纳米二氧化钛原料的质量比为2：1～4：1。
[0014]可选地，所述催化剂包括三乙胺。
[0015]可选地，所述三乙胺的体积与所述纳米二氧化钛原料的质量之比为1mL：5g～5mL：5g。
[0016]可选地，所述加热回流处理的加热温度大于或等于所述溶剂的沸点，加热回流时间为4～6h。
[0017]可选地，若所述溶剂为正己烷，则所述加热回流处理的加热温度为69～75℃。
[0018]可选地，若所述溶剂为甲苯，则所述加热回流处理的加热温度为111～120℃。
[0019]本申请提供了一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，所述纳米二氧化钛疏水改性的方法包括步骤：将纳米二氧化钛原料分散于溶剂中，并加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌，得到反应物；将所述反应物进行加热回流处理后，静置，冷却后，收集下层的固体部分；用乙醇洗涤所述固体部分；将洗涤后的所述固体部分进行干燥，研磨，得到疏水改性的纳米二氧化钛。通过上述技术方案，可以在一个反应器中实现纳米二氧化钛疏水改性的过程，疏水改性后的二氧化钛表面接触角大于130
°
，疏水效果较好，整个疏水改性过程操作简单，操作时间短，对操作人员要求较低，且回流所需仪器设备成本很低，疏水改性过程所用的试剂成本也很低，克服了现有技术工艺复杂且加工成本较高的技术问题。
附图说明
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请制备的疏水改性的二氧化钛的透射电镜图；
[0023]图2为本申请中实施例1制备的疏水改性的二氧化钛的接触角光学显微镜照片；
[0024]图3为本申请中实施例1制备的疏水改性前后的二氧化钛的傅里叶变换红外光谱图。
[0025]本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0027]本申请实施例提供一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，在本申请纳米二氧化钛疏水改性的方法的一实施例中，所述纳米二氧化钛疏水改性的方法包括：
[0028]步骤S10，将纳米二氧化钛原料分散于溶剂中，并加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌，得到反应物；
[0029]在本实施例中，在预先准备的反应器中加入预先制备好的纳米二氧化钛原料和溶剂，搅拌使得所述纳米二氧化钛原料分散于所述溶剂中，进而向所述反应器中加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌均匀，得到反应物，其中，所述溶剂为非极性有机溶剂，例如己烷、庚烷、甲苯等，硅烷偶联剂为分子中具有两种以上不同的反应基的有机硅单体，它可以和有机材料与无机材料发生化学键合(偶联)，硅烷偶联剂的化学式为：RSiX3，X表示水解性官能基，可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、金属、SiO2)等发生偶联反应，R表示有机官能基，可与乙烯基、乙氧基、甲基丙烯酸基、氨基、巯基等有机基以及无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应，所述催化剂是加速偶联反应速率的有机碱类试剂，包括三乙胺、
甲基二乙醇胺等，通过氮原子质子化进攻羟基和羧基，加速反应进行。
[0030]可选地，所述溶剂包括正己烷和/或甲苯。
[0031]可选地，所述溶剂的体积与所述纳米二氧化钛原料的质量之比为20mL：1g～30mL：1g。
[0032]可选地，所述硅烷偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(牌号KH
‑
550)、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(牌号KH
‑
560)和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(牌号KH
‑
570)中的至少一种。
[0033]可选地，所述硅烷偶联剂与所述纳米二氧化钛原料的质量比为2：1～4：1。
[0034]可选地，所述催化剂包括三乙胺。
[0035]可选地，所述三乙胺的体积与所述纳米二氧化钛原料的质量之比为1mL：5g～5mL：5g。
[0036]步骤S20，将所述反应物进行加热回流处理后，静置，冷却后，收集下层的固体部分；
[0037]在本实施例中，将装有所述反应物的反应器与加热回流装置连接，以形成一个密封的反应腔，对所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米二氧化钛疏水改性的方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛疏水改性的方法包括以下步骤：将纳米二氧化钛原料分散于溶剂中，并加入硅烷偶联剂和催化剂，搅拌，得到反应物；将所述反应物进行加热回流处理后，静置，冷却后，收集下层的固体部分；用乙醇洗涤所述固体部分；将洗涤后的所述固体部分进行干燥，研磨，得到疏水改性的纳米二氧化钛。2.如权利要求1所述的纳米二氧化钛疏水改性的方法，其特征在于，所述溶剂包括正己烷和/或甲苯。3.如权利要求2所述的纳米二氧化钛疏水改性的方法，其特征在于，所述溶剂的体积与所述纳米二氧化钛原料的质量之比为20mL：1g～30mL：1g。4.如权利要求1所述的纳米二氧化钛疏水改性的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑克亮，罗乐，戴舜，吴长征，谢毅，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：