包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法技术

本发明专利技术属于二氧化钛微胶囊的制备，包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法。现有技术的缺点是：制备微胶囊过程复杂繁琐，而且导致包裹的壳在去除模板时会破裂。本发明专利技术方法为在常温下，配制前驱溶液；然后将前驱溶液转移到聚四氟乙烯水热釜中，得到的沉淀物在一定的温度和时间条件下进行二次水热处理；最后，冷却至室温即可得到包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。本发明专利技术的优点是：制备工艺简单；生产效率高；可以根据需要制备包裹不同贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊；制备贵金属微胶囊催化活性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为二氧化钛微胶囊的制备，具体地说是一种包裹贵金属纳米粒子的二氧化 钛微胶囊制备方法。
技术介绍
上世纪80年代初，人们发现纳米尺寸效应，随着粒径的减小，纳米材料的比表面 积大幅度增大，表面原子数目占整个粒子的比例也大为增加。表面原子总数的增加导致表 面原子配位不饱和性的提高，从而产生了大量的悬键和不饱和键，表面台阶、褶皱和缺陷随 之增加，使纳米材料与大尺度的催化剂相比具有更高的催化活性。例如金一直被认为是一 种低活性的催化材料，但当金被分散为纳米级时，可表现出很高的催化活性。纳米尺度的贵 金属材料，因其突出的催化性质、电性质、磁性质和光学性质，已经成为最重要的纳米材料 和纳米科技研究领域。由于贵金属表面能大，容易团聚，使用时一般都负载到载体，现有技术的负载方法 是浸渍。这种方法只能使贵金属吸附在载体的表面，反应过程中容易使贵金属流失，活性位 丢失，活性下降。把贵金属包裹在载体中，就可以减少催化剂失活的几率。现有技术是层层 叠加(layer by layer)的方法，先在模板外吸附贵金属纳米粒子，然后在表面负载一层载 体，最后去除里面的模板得到包裹贵金属纳米粒子的催化剂。现有技术的缺点是合成过程 步骤复杂繁琐，而且会导致包裹的壳在去除模板时会破裂。所以专利技术一种工艺简单、方便快 捷、生产效率高的是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、方便快捷、生产效率高的包裹贵金属纳米粒 子的二氧化钛微胶囊制备方法。本专利技术的目的是这样实现的一种，步骤如下(1)制备贵金属前驱溶液将贵金属前驱物加入无水乙醇中，制得贵金属前驱溶 液；(2)制备溶液A 常温将5-15mL甘油缓慢滴入20mL贵金属前驱溶液中，室温下剧 烈搅拌10-30min，得中间产物溶液A ；(3)制备打02溶胶取钛的前驱物滴入溶液A中，剧烈搅拌；滴完后继续搅拌 30min，制得均勻透明的Ti02溶胶；(4)制备溶胶B 将5ml-15ml乙醚加入步骤(3)制得的溶胶中，搅拌lOmin，得溶 胶B;(5)制备Ti02前驱物将溶胶B移入到50mL水热釜中，温度373-433K，静置0. 5_6h 陈化，取出、自然冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤3次，抽滤后放入烘箱373K干燥；(6)制备包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊将步骤(5)制得的Ti02前驱物，移入50mL水热釜中，加二次蒸馏水40ml，保持温度373-433K，静置l_12h陈化；取出、自然 冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤3次，抽滤后放入373K烘箱干燥；得包裹贵金属纳米粒 子的二氧化钛微胶囊。步骤(1)中，贵金属前驱物为氯金酸，氯钼酸，氯化钯，氯化银中的一种。步骤(2)中钛的前驱物为硫酸钛、硫酸氧钛中的一种，优选为硫酸氧钛。步骤(5)中优选温度为382-384K ；优选陈化时间为lh。步骤(6)中优选温度为382-384K，优选陈化时间为4h。本专利技术的要点是通过简单的溶剂热结合二次水热法制备技术，即可获得包裹贵金属纳米粒子的二 氧化钛微胶囊；通过改变贵金属前驱溶液的种类可以制备包裹不同贵金属纳米粒子的二氧 化钛微胶囊。本专利技术具体方法分为如下步骤首先在常温下，配制前驱溶液；然后将前驱溶液转移到聚四氟乙烯水热釜中，得到 的沉淀物在一定的温度和时间条件下进行二次水热处理；最后，冷却至室温即可得到包裹 贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。贵金属前驱物可以是氯金酸，氯钼酸，氯化钯，氯化银中的一种；也可以是其它各 种贵金属的前驱物，贵金属的量可以按照负载量的多少来投放。钛的前驱物是硫酸钛、硫酸氧钛中的一种，其中以硫酸氧钛为最佳。前驱溶液是将0. 5-2mL的钛前驱物缓慢滴入10_30mL的无水乙醇，5ml_15ml甘 油，5ml-15ml乙醚和一定量贵金属前驱物的混合物中制得A液，A液在室温下强烈搅拌 10-30mino将上述制得的A液放入50ml水热釜在373-433K静置0. 5_6h陈化制得前驱体B， 优选的陈化时间为lh ；优选陈化温度为382-384K。将上述的前驱体B陈化后的沉淀物转移到烧杯中，加入无水乙醇洗涤数次，直到 洗涤的乙醇为无色。最后抽滤、放入373K真空烘箱烘干；将上述物质再放入50ml水热釜，加40ml 二次蒸馏水在373-433K静置l_12h陈化 制得二氧化钛微胶囊，优选陈化时间为4h ；优选陈化温度为382-384K。将陈化后的沉淀物 D转移到烧杯中，加入无水乙醇洗涤数次，直到洗涤的乙醇无色。最后抽滤、放入373K真空 烘箱烘干得到的二氧化钛粉体，即为包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊终端产品。本专利技术的优点是1、制备工艺简单、操作方便。2、二氧化钛微胶囊生产效率高。3、可以根据需要制备包裹不同贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。4、制备的包裹贵金属纳米粒子二氧化钛微胶囊做为催化剂使用催化活性高。附图说明图1是没有二次水热的Au前驱样品(a_b)和经过二次水热(c_d)核壳结构An/ 打02微胶囊的5￡11和TEM图。图2是Au-Ti02微胶囊的高倍显微照片。图3是Au-Ti02微胶囊的Au粒径分布图。图4是包裹不同贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊的SEM和TEM图。具体实施例方式实施例1 常温将10mL的甘油(购自中国医药集团上海化学试剂公司)缓慢 滴20mL含有一定量的氯金酸无水乙醇溶液中，剧烈搅拌，得到溶液A。取硫酸氧钛(购自 Aldrich化学试剂公司(15%H2S04溶液))滴入A溶液中并剧烈搅拌，待滴 完后继续搅拌30min得到均勻透明的Ti02溶胶。将10ml乙醚加入到所得到的溶胶中，继续 搅拌lOmin，得溶胶B。将溶胶B转移到50mL水热釜中，保持温度383K，放置lh，拿出并自 然冷却至室温。取出沉淀物用乙醇洗涤3次至乙醇无色，抽滤后放入373K烘箱干燥。将获 得的Ti02前驱物，转移到50mL水热釜中，加二次蒸馏水40ml，保持温度383K，放置4h，拿出 并自然冷却至室温。取出沉淀物用乙醇洗涤3次至乙醇无色，抽滤后放入373K烘箱干燥。 这样就得到了包裹金纳米粒子的Au-Ti02微胶囊。实施例2 常温将10mL的甘油(购自中国医药集团上海化学试剂公司)缓慢 滴入20mL含有一定量的氯钼酸无水乙醇溶液中，剧烈搅拌，得到溶液A。取硫酸氧钛(购自 Aldrich化学试剂公司)滴入A溶液中并剧烈搅拌，待滴完后继续搅拌30min 得到均勻透明的Ti02溶胶。将10ml乙醚加入到所得到的溶胶中，继续搅拌lOmin，得溶胶 B。将溶胶B转移到50mL水热釜中，保持温度383K，放置lh，拿出并自然冷却至室温。取出 沉淀物用乙醇洗涤3次至乙醇无色，抽滤后放入373K烘箱干燥。将获得的Ti02前驱物，转 移到50mL水热釜中，加二次蒸馏水40ml，保持温度383K，放置4h，拿出并自然冷却至室温。 取出沉淀物用乙醇洗涤3次至乙醇无色，抽滤后放入373K烘箱干燥。这样就得到了包裹钼 纳米粒子的？丨_1102微胶囊。实施例3 常温将10mL的甘油(购自中国医药集团上海化学试剂公司)缓慢 滴入20mL含有一定量的氯化钯无水乙醇溶液中，剧烈搅拌，得到溶液A。取硫酸氧钛(购自 Aldrich化学试剂公司)滴入A溶液中并剧烈搅拌，待滴完后继续搅拌30min 得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法，步骤如下：（１）制备贵金属前驱溶液：将贵金属前驱物加入无水乙醇中，制得贵金属前驱溶液；（２）制备溶液Ａ：常温将５－１５ｍＬ甘油缓慢滴入２０ｍＬ贵金属前驱溶液中，室温下剧烈搅拌１０－３０ｍｉｎ，得中间产物溶液Ａ；（３）制备ＴｉＯ↓［２］溶胶：取钛的前驱物滴入溶液Ａ中，剧烈搅拌；滴完后继续搅拌３０ｍｉｎ，制得均匀透明的ＴｉＯ↓［２］溶胶；（４）制备溶胶Ｂ：将５ｍｌ－１５ｍｌ乙醚加入步骤（３）制得的溶胶中，搅拌１０ｍｉｎ，得溶胶Ｂ；（５）制备ＴｉＯ↓［２］前驱物：将溶胶Ｂ移入到５０ｍＬ水热釜中，温度３７３－４３３Ｋ，静置０．５－６ｈ陈化，取出、自然冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤３次，抽滤后放入烘箱３７３Ｋ干燥；（６）制备包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊：将步骤（５）制得的ＴｉＯ↓［２］前驱物，移５０ｍＬ水热釜中，加二次蒸馏水４０ｍｌ，保持温度３７３－４３３Ｋ，静置１－１２ｈ陈化；取出、自然冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤３次，抽滤后放入３７３Ｋ烘箱干燥；得包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李和兴，卞振锋，朱建，曹锋雷，王少华，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]