CN101780403B - 一种制备金属/二氧化钛复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备金属/二氧化钛复合材料的方法。该方法包括以下步骤：1)在隔绝氧气的条件下，使三氯化钛在结构诱导剂的水溶液中发生水解缩合反应，得到三氧化二钛；2)使步骤1)的三氧化二钛与金属盐发生氧化还原反应，得到金属/二氧化钛复合材料。本发明直接利用具有还原性的原料三氯化钛生成具有还原能力的三氧化二钛纳米结构，以其为载体，通过与金属离子间的氧化还原反应原位地将金属或多元金属纳米粒子牢固负载到二氧化钛纳米结构上，制备出金属/二氧化钛纳米复合材料。此方法无需另外加入还原剂，不引入其他杂质，反应条件温和，不需要高温高压设备，产物易于分离；相比常规的共沉淀方法，此方法具有很好的可控性。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备金属/二氧化钛复合材料的方法。
背景技术
二氧化钛是一种重要的半导体无机材料，它在污染物降解、气敏元件、太阳能制氢以及燃料敏化太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。由于二氧化钛具有合适的禁带宽度(Eg＝3.2eV)，优越的光电、介电效应和光电化学稳定性，一直以来都是半导体无机材料研究中的热点。二氧化钛复合材料赋予二氧化钛新的特性，拓宽了其应用范围。在二氧化钛上负载一种金属或多元金属，所得复合材料可用作催化剂、功能材料等，具有重要的实用价值。
制备金属/二氧化钛复合材料通常有三种方法：沉淀沉积法(deposition-precipitation)、浸渍法(impregnation)和溶胶凝胶法(sol-gel)，这些方法通常对负载的金属粒子的大小、单分散程度等难以控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备金属/二氧化钛复合材料的方法。
本发明所提供的制备金属/二氧化钛纳米材料的方法，包括以下步骤：
1)在隔绝氧气的条件下，使三氯化钛在结构诱导剂的水溶液中发生水解缩合反应，得到三氧化二钛；
2)使步骤1)的三氧化二钛与金属盐发生氧化还原反应，得到金属/二氧化钛纳米复合材料。
所述结构诱导剂为现有常用的结构诱导剂(见文献：I.Gorelikov，N.Matsuura，Nano Letters 2008，8(1)，369-373.)，包括氯化钠、氟化钠、硫酸钠、氟氢酸、硫酸等无机化合物、十二烷基磺酸钠等离子型表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等非离子型表面活性剂，其作用是对三氧化二钛的晶面络合，使之形成一定结构的Ti2O3纳米材料，如纳米棒、纳米球或纳米颗粒。
所述金属盐是指能被Ti2O3还原的物质，具体选自下述金属盐中的任一种或其任意组合：氯金酸、氯铂酸、氯化钌、氯化钯、氯化铑、硝酸银和乙酸钯。
步骤1)中所述水解缩合反应的温度为80-100℃，反应时间为12-24小时。
步骤1)中所述三氯化钛与所述结构诱导剂的摩尔比为(100∶1)-(1∶40)，如(100∶1)-(1∶12.5)，(100∶1)-(1∶33)。
步骤2)中所述三氧化二钛与所述金属盐的摩尔比为(50∶1)-(1000∶1)。
步骤2)中所述氧化还原反应可分两步进行，反应温度为20-100℃：
a)在隔绝氧气的条件下反应，反应时间为2-5小时；
b)在有氧条件下继续反应0.25-9小时。
步骤2)所述氧化还原反应在溶剂中进行，所述溶剂具体可为水；所述金属盐具体可以水溶液的形式滴加到反应体系中。该金属盐水溶液的加入方式可包括如下几种：1)连续滴加金属化合物水溶液，2)分步滴加同一种金属化合物溶液，3)分步滴加不同的金属化合物溶液。通过以上加入方式的不同和控制金属化合物溶液的加入量可实现金属纳米粒子在二氧化钛材料上的可控负载，得到不同尺寸及不同尺寸分布的金属/二氧化钛复合材料。所述金属/二氧化钛复合材料可以是单金属/二氧化钛复合材料，也可以是多元金属/二氧化钛复合材料。
为了避免三价钛离子被空气中的氧气氧化，在加入金属化合物之前的操作应在无氧条件下进行。
按照本发明提供的方法制备的金属/二氧化钛复合材料也属于本发明的保护内容。
本发明具体可按如下方法制备金属/二氧化钛复合材料：配制一定浓度(1摩尔每升～5摩尔每升)的结构诱导剂水溶液，置于反应器中；在无氧条件下，将一定浓度(质量百分含量为15％)三氯化钛稀盐酸溶液(其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)加入反应器，与结构诱导剂溶液混合；升温至一定温度(80-100℃)，保持12-24小时，使三氯化钛水解缩合生成纳米结构；冷却后，用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入一定量的金属盐水溶液，升温至一定温度(从室温至100℃)，保持2-5小时，然后在有氧条件下继续搅拌0.25-9小时，得到金属/二氧化钛复合材料。
本发明直接利用具有还原性的原料三氯化钛生成具有还原能力的三氧化二钛纳米结构，以其为载体，通过与金属离子间的氧化还原反应原位地将金属或多元金属纳米粒子牢固负载到二氧化钛纳米结构上，制备出金属/二氧化钛纳米复合材料。此方法无需另外加入还原剂，不引入其他杂质，反应条件温和，不需要高温高压设备，产物易于分离；相比常规的共沉淀方法，此方法具有很好的可控性。
附图说明
图1为实施例1制备的金/二氧化钛纳米复合材料的透射电镜照片。
图2为实施例1制备的金/二氧化钛纳米复合材料中Au4f的光电子能谱图。
图3为实施例3制备的金/二氧化钛纳米复合材料的透射电镜照片。
图4为实施例7制备的铂/二氧化钛纳米复合材料的透射电镜照片。
图5为实施例20制备的铂钌双金属/二氧化钛纳米复合材料的透射电镜照片。
具体实施方式
实施例1、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.1mol)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；在无氧条件下，将混合溶液升温至87℃，并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；80℃条件下，向反应器中加入0.2毫升0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，在80℃保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料。透射电镜照片见图1(显微镜型号JEM-2011，加速电压200kV，放大倍率200000)。由图可知，二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；金颗粒大小为0.7-2nm。
光电子能谱(XPS)(见图2)分析显示氯金酸主要转化为零价态金(与基底二氧化钛存在强烈的相互作用。
实施例2、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的氢氟酸(含HF-H2O 0.4mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；在无氧条件下，将溶液升温至80℃并保持12小时；冷却后，用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.2毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；金的颗粒大小为0.5-2nm。光电子能谱分析显示氯金酸主要转化为零价态金。
实施例3、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的硫酸(含硫酸0.4mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；在无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.2毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构(见图3)。光电子能谱分析显示氯金酸主要转化为零价态金，而金在低倍电子透射电镜下不可见。
实施例4、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将47.6毫克硫酸钠(0.335mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.2毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛纳米复合材料。二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构；光电子能谱分析显示氯金酸主要转化为零价态金，金颗粒的大小为0.5-2.5nm。
实施例5、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将0.07克氟化钠(1.67mmol)、25克水、7克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛7mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸0.1mmol)，升温至80℃，保持5小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；金的颗粒大小为0.5-2nm。光电子能谱分析显示氯金酸主要转化为零价态金。
实施例6、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.1mol)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌下，向反应器中加入0.4毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸40μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；光电子能谱分析显示氯金酸主要转化为零价态金，金颗粒大小为4-6纳米。
实施例7、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将87克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.34mol)与33克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛0.033mol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；80℃条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸0.1mmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上清液，即可得到铂/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。如图4所示，二氧化钛为棒状结构，直径为40nm，长度为50-200nm，铂颗粒的大小为1nm。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例8、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的氢氟酸(含HF-H2O 0.4mmol)、20克水、12克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛0.012mol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；在无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸0.1mmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上清液，即可得到铂/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。其中二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为30-40nm，长度为100-200nm，铂颗粒的大小为1nm。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例9、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的硫酸(含硫酸0.4mmol)、20克水、12克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛0.012mol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸0.1mmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上层清液，即可得到铂/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。其中二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构，铂颗粒的大小为1nm。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例10、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将0.0476克(0.335mmol)硫酸钠、20克水、12克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛0.012mol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸0.1mmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上层清液，即可得到铂/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。其中二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构，铂颗粒的大小为1nm。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例11、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将0.0168克氟化钠(0.4mmol)、20克水、12克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛12mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸0.1mmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上层清液，即可得到铂/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为30-40nm，长度为100-200nm，铂颗粒的大小为1nm。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例12、制备铂/二氧化钛纳米复合材料
将4克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.02mol)与2克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛2mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持16小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；80℃，搅拌条件下，分两次相隔15分钟先后加入0.05毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸5μmol)和0.1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸10μmol)，并在80℃保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到铂/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为70-80nm，长度为200-400nm，铂的颗粒尺寸为2.3-3.4纳米。光电子能谱分析显示氯铂酸主要转化为零价态铂。
实施例13、制备铑/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.1mol)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.1毫升、0.2M的氯化铑(北京化学试剂公司)的盐酸水溶液(含氯化铑20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到铑/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；铑的颗粒大小为1.5-3nm。光电子能谱分析显示氯化铑主要转化为零价态铑。
实施例14、制备钯/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的氢氟酸(含HF-H2O 0.4mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.1毫升、0.2摩尔每升的氯化钯(北京化学试剂公司，37-1)的盐酸水溶液(含氯化钯20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到钯/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；钯的颗粒大小为1-3nm。光电子能谱分析显示氯钯酸主要转化为零价态钯。
实施例15、制备钌/二氧化钛纳米复合材料
将0.4克1M的硫酸(含硫酸0.4mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.1毫升、0.2M的氯化钌(北京化学试剂公司)的盐酸水溶液(含氯化钌20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到钌/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构。光电子能谱分析显示氯化钌主要转化为零价态钌，钌颗粒的大小为0.5-2.5nm。
实施例16、制备银/二氧化钛纳米复合材料
将0.0476克(0.335mmol)硫酸钠、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.1毫升、0.2M的硝酸银(北京化学试剂公司)的盐酸水溶液(含硝酸银20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到银/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为颗粒聚集而成的花状结构。光电子能谱分析显示硝酸银主要转化为零价态银，银颗粒的大小为0.5-2.5nm。
实施例17、制备钯/二氧化钛纳米复合材料
将0.0168克氟化钠(0.4mmol)、20克水、8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入0.1毫升、0.2摩尔每升的氯化钯(北京化学试剂公司，37-1)的盐酸水溶液(含氯化钯20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到钯/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm；钯的颗粒大小为1-3nm。光电子能谱分析显示氯钯酸主要转化为零价态钯。
实施例18、制备钯/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.1mol)与10克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛10mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌条件下，向反应器中加入2毫升、0.2M的乙酸钯(北京化学试剂公司)的盐酸水溶液(含乙酸钯0.4mmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到钯/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm。光电子能谱分析显示乙酸钯主要转化为零价态钯，钯颗粒粒径大小为5-7纳米。
实施例19、制备金铂双金属/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.1mol)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；升温至80℃，搅拌条件下，分两次相隔15分钟先后加入0.4毫升、0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸40μmol)和1毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸100μmol)，并在80℃保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金铂双金属/二氧化钛复合材料。二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为4nm，长度为50-200nm，双金属的颗粒尺寸为5-7纳米。
实施例20、制备铂钌双金属/二氧化钛纳米复合材料
将4克质量百分含量为30％的氯化钠水溶液(含氯化钠0.02mol)与2克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛2mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至100℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；升温至80℃，搅拌条件下，分两次相隔15分钟先后加入0.05毫升、0.1M的氯铂酸水溶液(含氯铂酸5μmol)和0.1毫升、0.1M的氯化钌水溶液(含氯化钌10μmol)，并在80℃保持2小时；自然冷却后倒掉上层清液，即可得到铂钌/二氧化钛复合材料，无需进一步洗涤。透射电镜照片见图5(显微镜型号JEM-2011，加速电压200kV，放大倍率150000)，由图可知，二氧化钛为棒状结构，该纳米棒的直径为8-10nm，长度为50-200nm。双金属的颗粒尺寸为1-1.5纳米。
实施例21、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为2％的十二烷基磺酸钠水溶液(含十二烷基磺酸钠1.47mmol)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌下，向反应器中加入0.2毫升0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为棒状结构，金的颗粒尺寸为2-5nm。
实施例22、制备金/二氧化钛纳米复合材料
将20克质量百分含量为2％PVP水溶液(含PVP 0.08mmol，PVP的分子量为5000)与8克质量百分含量为15％的三氯化钛稀盐酸溶液(含三氯化钛8mmol，其中稀盐酸的质量百分浓度为3％)混合，除氧；无氧条件下，将溶液升温至87℃并保持12小时；冷却后用水洗涤除去未反应的三氯化钛；搅拌下，向反应器中加入0.2毫升0.1M的氯金酸水溶液(含氯金酸20μmol)，升温至80℃，保持2小时；然后，在有氧条件下继续搅拌1小时，得到金/二氧化钛复合材料，其中二氧化钛为颗粒堆积成的花状结构，金的颗粒尺寸为2-7nm。
Claims (7)
1.一种制备金属/二氧化钛复合材料的方法，包括以下步骤：
1)在隔绝氧气的条件下，使三氯化钛在结构诱导剂的水溶液中发生水解缩合反应，得到三氧化二钛；
2)使步骤1)的三氧化二钛与金属盐发生氧化还原反应，得到金属/二氧化钛复合材料；
所述金属盐选自下述物质中的任一种或其任意组合：氯金酸、氯铂酸、氯化钌、氯化钯、氯化铑、硝酸银和乙酸钯；
所述三氧化二钛与所述金属盐的摩尔比为(50∶1)-(1000∶1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述水解缩合反应的温度为80-100℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述水解缩合反应的反应时间为12-24小时。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述三氯化钛与所述结构诱导剂的摩尔比为(100∶1)-(1∶40)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述氧化还原反应分两步进行，反应温度为20-100℃：
a)在隔绝氧气的条件下反应，反应时间为2-5小时；
b)在有氧条件下继续反应0.25-9小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中的氧化还原反应在溶剂中进行，所述溶剂为水。
7.权利要求1-6中任一所述方法制备的金属/二氧化钛复合材料。
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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| 徐丽娜，等.Cu/TiO2超细复合粉末材料的制备与表征.《材料导报》.2002,第16卷(第7期), * |
Cited By (1)
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