锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103553127103553127A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310497349.6(22)申请日2013.10.22(71)申请人渤海大学地址121013辽宁省锦州市松山新区科技路19号(72)发明人钱建华刘琳马全亮许家胜邢锦娟张艳萍(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人郭元艺(51)Int.Cl.C01G23/08(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法(57)摘要本发明属于精细化工领域，尤其涉及一种制备锐钛矿型二氧化钛纳米管的方法，包括以下步骤：a、将TiO2纳米球以及多羟基有机物加入到氢氧化钠溶液中，通过水热反应得到钛酸钠纳米管；b、将钛酸钠纳米管加入到酸溶液中进行离子交换，蒸馏水洗，干燥，得到钛酸纳米管；c、将钛酸纳米管置于马弗炉中煅烧，最终得到锐钛矿型TiO2纳米管；所述TiO2纳米球为金红石型球状粉体；所述步骤a中氢氧化钠溶液的溶度为5mol/L～15mol/L；所述多羟基有机物加入量为0.2g～0.4g；所述步骤a中水热反应的温度为140℃～200℃。本发明工艺简单，操作安全，环境污染物少，产品直径均一，质量稳定，可适合大规模生产。CN103553127ACN103527ACN103553127A权利要求书1/1页1.锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将TiO2纳米球以及多羟基有机物加入到氢氧化钠溶液中，通过水热反应得到钛酸钠纳米管；b、将钛酸钠纳米管加入到酸溶液中进行离子交换，蒸馏水洗，干燥，得到钛酸纳米管；c、将钛酸纳米管置于马弗炉中煅烧，最终得到锐钛矿型TiO2纳米管。2.根据权利要求1所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述TiO2纳米球为金红石型球状粉体。3.根据权利要求2所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤a中氢氧化钠溶液的溶度为5mol/L～15mol/L。4.根据权利要求3所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述多羟基有机物的用量为TiO2纳米球质量的5%～10%。5.根据权利要求4所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤a中水热反应的温度为140℃～200℃。6.根据权利要求5所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤a中水热反应的时间为4d～6d。7.根据权利要求6所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤b中的酸溶液为浓盐酸溶液或浓硝酸溶液，其浓度为0.01～1mol/L。8.根据权利要求7所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤b中离子交换时间为2h～4h。9.根据权利要求8所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤c中马弗炉中煅烧温度为300℃～600℃。10.根据权利要求9所述的锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法，其特征在于：所述步骤c中马弗炉中煅烧时间为2h～3h。2CN103553127A说明书1/3页锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种制备锐钛矿型二氧化钛纳米管的方法，属于精细化工领域。背景技术[0002]自1861年以来，随着胶体化学的建立，科学家们开始了对直径为1nm～100nm的纳米体系进行研究。由于纳米材料具有自身独特的结构和性质，因此一直以来受到研究人员的广泛关注。[0003]如今，随着人们健康与环保意识的增强，二氧化钛（纳米球）作为无毒的环境友好型无机功能材料被广泛的应用（例如：太阳能的储存与利用；光致变色；光电转换；光降解大气与水中的污染物等），但是在许多方面，二氧化钛纳米管结构能够表现出更出色的性能：一、对于一些表面反应，由于纳米管具有比纳米球更大的比表面积，因此反应点密度较大并且界面电荷的转移率较高；二、与纳米球结构相比，纳米管结构中的电子的离域能力强，可以在整个晶体中自由移动，从而可以降低电子与空穴的复合率，保证了有效的电荷分离；三、当应用于光电器件中，采用一维取向可控的纳米管电子输导物质构成的致密薄膜，导电通道相对较短，可更大程度上提高电荷的运输率。[0004]到目前为止，有多种方法可以制备一维二氧化钛纳米结构，包括化学气相沉淀法、溶胶-凝胶模板法、胶束法、钛板阳极氧化法、钛酸盐转化法等。在这些制备一维目标产物的方法中，由于钛酸盐转化法具有成本低且能够大量制备等优点，因此最有希望实现批量生产。发明内容[0005]本发明的目的是提供一种简略的制备锐钛矿型二氧化钛纳米管方法，