一种分级混晶TiO2微纳米材料、制备方法及其用途技术

技术编号:8651834 阅读:218 留言:0更新日期:2013-05-01 17:23
本发明专利技术属于无机微纳米材料制备领域,涉及一种分级混晶TiO2微纳米材料、制备方法和用途。通过溶胶-凝胶法与水热法联用,制备出纳米线为基元结构组成的花状分级混晶TiO2微纳米材料。所述花状结构直径2~4μm,一维纳米线直径10~30nm,纳米线长度0.9~2μm;本发明专利技术分级混晶TiO2微纳米材料为不同比例的锐钛矿-金红石型混晶。本发明专利技术分级混晶TiO2微纳米材料可用于光催化领域,在降解亚甲基蓝染料时的吸附性能和光催化活性较Degussa?P25更优。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分级混晶TiO2微纳米材料、制备方法及其用途,特别涉及一种由一维纳米线组装的,晶型为锐钛矿和金红石混合晶型的分级混晶TiO2微纳米材料、制备方法,以及其在光催化领域的用途。
技术介绍
TiO2半导体材料由于具有良好的稳定性、光催化效率高及环境友好等优点,自上世纪初就被广泛应用于颜料、涂料、化妆品、环境保护、新型能源等领域,尤其是其优异的光催化性能,使得人们对TiO2的研究越来越重视。以往研究发现,TiO2的光催化活性主要与其晶型、形貌、大小、比表面积及外露晶面等因素有关。TiO2常见的晶型有二种:板钦矿、锐钦矿和金红石,其中,锐钦矿光催化活性最好,金红石几乎不具备光催化活性,板钛矿由于性质不稳定,一般研究较少。近年相关研究发现,在纯锐钛矿中加入适量的金红石相(锐钛矿/金红石型混晶)可显著提高二氧化钛的光催化活性。这种现象可解释为:形成的异质结结构使得体系中能够俘获电子和空穴的陷阱增多,可有效分离光生电子-空穴对,从而提高光催化活性,上述现象也称为混晶效应。形貌方面,三维分级结构的TiO2微纳米材料具有微米、纳米结构性质优势的同时,也抑制了二者结构上的缺陷,表现出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级混晶TiO2微纳米材料,其特征在于,所述微纳米材料为纳米线组装形成的花状结构,所述花状结构的直径为2~4μm,纳米线直径为10~30nm,纳米线长度为0.9~2μm,晶型组成为锐钛矿?金红石型混晶。

【技术特征摘要】
1.一种分级混晶TiO2微纳米材料,其特征在于,所述微纳米材料为纳米线组装形成的花状结构,所述花状结构的直径为2 4μπι,纳米线直径为l(T30nm,纳米线长度为0.9^2 μ m,晶型组成为锐钛矿-金红石型混晶。2.如权利要求1所述的TiO2微纳米材料,其特征在于,所述花状结构的直径为2.2 3.6 μ m,优选 2.4 3.4 μ m ; 优选地,所述纳米线直径为12 28nm,优选14 27nm ; 优选地,所述纳米线长度为1.Γ1.9 μ m,优选1.15 1.85 μ m ; 优选地,锐钛矿-金红石型混晶中,金红石相的质量百分比为5(Γ60%,优选52飞8%,进一步优选53 57%。3.—种如权利要求1或2所述的分级混晶TiO2微纳米材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: (1)将钛的有机化合物滴加到醇水溶液中,混合均匀,静置,得到溶胶; (2)将步骤(I)得到的溶胶与盐酸冷凝回流,得到白色乳状液; (3)将步骤(2)得到的白色乳状液离心,洗涤,干燥,煅烧,得到白色粉末; (4 )将步骤(3 )得到的白色粉末分散在NaOH水溶液中,反应; (5)将步骤(4)反应结束后得到的白色沉淀分离,洗涤,干燥,得到分级混晶TiO2微纳米材料。4.如权利要求3 所述的方法,其特征在于,所述钛的有机化合物选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸四乙酯中的任意一种或至少两种的混合物,优选钛酸四丁酯和/或钛酸四异丙酯,进一步优选钛酸四丁酯; 优选地,所述钛的有机化合物在醇水溶液中的浓度为0.0Γ0.lmol/L,优选0.015 0.095mol/L,进一步优选 0.025 0.085mol/L ; 优选地,所述醇选自乙醇、丙醇或丁醇中的任意一种或者至少两种的混合物,优选乙醇; 优选地,所述醇水溶液为乙醇和水的溶液,所述乙醇和水的体积比为15: f 1:15,优选10:1 1:10,进一步优选5:1 1:5。5.如权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述静置的时间为l(Tl5h,优选10.5^14.5h,进一步优选 ll 14h ; 优选地,所述冷凝回流在油浴中进行,所述油浴的温度为10(T20(TC,优选105 195°C,进一步优选115 185°C ; 优选地,所述冷凝...

【专利技术属性】
技术研发人员:朴玲钰解英娟吴志娇
申请(专利权)人:国家纳米科学中心
类型:发明
国别省市:

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