CN102179216A - 一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 - Google Patents
一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102179216A CN102179216A CN2011100275227A CN201110027522A CN102179216A CN 102179216 A CN102179216 A CN 102179216A CN 2011100275227 A CN2011100275227 A CN 2011100275227A CN 201110027522 A CN201110027522 A CN 201110027522A CN 102179216 A CN102179216 A CN 102179216A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio
- composite material
- nano composite
- nanotube
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 14
- 229910003145 α-Fe2O3 Inorganic materials 0.000 title abstract 5
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 95
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 51
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 32
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 28
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 14
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 14
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 7
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 14
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000011825 aerospace material Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- -1 nanometer rods Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法。本发明所述磁性纳米氧化钛复合材料是由纺锤形α-Fe2O3纳米粒子与TiO2纳米管复合而成的纳米复合颗粒，其制备过程包括：将添加表面活性剂的TiO2纳米管溶液与FeCl3溶液混合均匀后，缓慢升温至60-105℃，恒温反应20-50小时；所得产物经去离子水反复洗涤后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。本发明制备工艺简单，原料易得，组分与性能易于控制，复合颗粒中的基材TiO2纳米管具有纤维管状结构，在与α-Fe2O3纳米粒子复合后，改善了材料的性能，从而使该材料的综合性能得到优化。
Description
技术领域
本发明涉及一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，属于纳米复合材料领域。
背景技术
纳米TiO2具有颗粒小、比表面积大、光催化、吸收性能好、吸收紫外线能力强、表面活性大、热导性好、分散性好、所制得的悬浮液稳定以及对人体无害等性能，因此在光催化、空气净化、紫外线吸收剂、高效光敏催化剂、防晒护肤化妆品、太阳能电池、废水处理、精细陶瓷及气敏传感器元件等领域具有广泛和潜在的应用前景。
一维氧化钛纳米结构，如纳米线、纳米棒、纳米管等，由于其高比表面积、长径比、多变的物理化学性能，在储能、气态传感器、光催化等方面有重要技术应用。TiO2纳米管制备方法主要有三种：模板法、阳极氧化法和碱液水热合成法。α-Fe2O3作为常温下最稳定的铁氧化物，具有廉价、原料丰富、环境友好、高抗腐蚀性等优点，可应用于颜料、气敏元件、催化剂以及各种软硬磁性材料，且在生物材料、磁性分离等方面有广阔的应用前景。因而将纳米氧化钛和α-Fe2O3进行纳米复合，可以结合二者的优点，具有更新颖的性能。
纳米粒子的表面修饰技术是新兴科学，近年来纳米粒子的表面修饰已形成了一个研究领域，从修饰的方法到修饰对表面性质的影响都有许多问题值得探讨。在这个领域进行研究的重要意义在于，有更多的自由度对纳米粒子表面进行改性，不但能深入认识纳米粒子的基本物理效应，而且也扩大了纳米粒子的应用范围。通过对纳米粒子表面的修饰，可达到四个方面的目的：①改善或改变纳米粒子的分散性，防止纳米粒子的团聚；②改善纳米粒子与其他物质之间的相容性；③提高纳米粒子表面活性；④使粒子表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能。根据表面处理剂与纳米粒子间有无化学反应可以分为表面物理修饰和化学修饰。
文献(《宇航材料工艺》2003，4：30-33)采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/Fe2O3复合材料，并用XRD、TEM等方法对其进行了表征，产物是尺度都在10-100纳米均匀分散的TiO2和Fe2O3纳米复合颗粒，研究了不同组分的纳米TiO2/Fe2O3的红外吸收特性。氧化钛纳米管负载α-Fe2O3纳米粒子结构的研究对于现有材料性能的提高和改善；各种具有光电磁等新性能材料的开发都有着非常重要的意义。这种材料既具备了氧化钛的光学性能，又拥有氧化铁的磁性能，兼具纳米粒子的纳米效应，可望用于光催化领域，太阳能电池，电流变液等，具有比较好的应用前景。
发明目的和内容
本发明的目的在于提供一种制备纳米TiO2/Fe2O3复合材料的方法，该方法所得磁性纳米氧化钛复合材料是由纺锤形α-Fe2O3纳米粒子与TiO2纳米管复合而成的纳米复合颗粒，采用水热法和原位生长法相结合来制备。制备工艺简单，原料易得，组分与性能易于控制，复合颗粒中的基材TiO2纳米管具有纤维管状结构，在与α-Fe2O3纳米粒子复合后，改善了材料的性能，从而使该材料的综合性能尤其是光电和磁性能得到优化。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
本发明仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料是由纺锤形α-Fe2O3纳米粒子与TiO2纳米管复合而成的纳米复合颗粒，其制备过程包括如下几个步骤：
(1)将0.15-0.25g TiO2纳米管分散到50ml去离子水中，制备TiO2纳米管溶液；将1.05-1.10g氯化铁粉体、7.5-8.0mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水中，制备FeCl3溶液；
(2)搅拌条件下，将444-890mg表面活性剂加入到TiO2纳米管溶液中，同时将FeCl3溶液与TiO2纳米管溶液混合，继续搅拌，使组分充分混合均匀，得到混合液；
(3)将混合液缓慢升温至60-105℃，恒温反应20-50小时；所得产物经去离子水反复洗涤后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
其中，所述的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)三者之一或其任意组合。
所述的TiO2纳米管采用如下方法制备：
(1)将75-85g NaOH粉体溶解到195-205ml去离子水中，得到NaOH水溶液；
(2)将1.5-2.5g TiO2粉体与NaOH水溶液混合均匀，得到混合液；
(3)将混合液在恒温120℃下，水热反应70-75小时；所得产物经过酸洗、水洗后，得到TiO2纳米管。
所述的恒温反应可以采用油浴回流方式实现恒温操作。
本发明采用水热法和原位生长法相结合的制备工艺。以三氯化铁(FeCl3)、磷酸二氢钠(NaH2PO3)、二氧化钛(TiO2)、氢氧化钠等为原料，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)分别做表面活性剂，制备α-Fe2O3/TiO2纳米复合颗粒。制备的原理是先采用水热法，以二氧化钛(TiO2)、氢氧化钠等为原料水热反应制备出TiO2纳米管，再以三氯化铁(FeCl3)为铁源，磷酸二氢钠为生长助剂，PVP等为形貌控制剂和偶联剂，在TiO2纳米管上原位生长出纺锤形α-Fe2O3，制备出仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米管纳米复合材料。
具体来讲：
在一个250ml烧杯中称量1.5-2.5g TiO2粉体，加入75-85g NaOH粉体和195-205ml去离子水，即200ml 10M NaOH溶液，将其放入高压釜中，在恒温120℃下水热70-75小时，所得产物经过多次离心酸洗后，调节pH值到7左右，得到TiO2纳米管。
取444-890mg PVP(PEG或PVA)加入到含0.15-0.25g TiO2纳米管的50ml水溶液中，同时将1.05-1.10g FeCl3粉体，7.5-8.0mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，室温搅拌2-3小时，使组分充分混合并均匀后，将其倒入250ml三颈瓶中，将三颈瓶浸泡在油浴中，使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，给三颈瓶接好冷凝回流管，调好冷凝水，打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在60-105℃左右，在冷凝回流条件下反应20-50小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
本发明与现有技术相比，具有以下显著的技术优点：
1、本发明制备方法采用水热法和原位生长法相结合的制备工艺，由α-Fe2O3纳米粒子与TiO2纳米管复合形成纳米复合颗粒，制备的纳米复合颗粒粒径较小，在氧化钛纳米管上原位生长出了纺锤形α-Fe2O3包覆氧化钛纳米管结构，该结构具有特殊的表面形貌，产物具有与纳米管和纺锤形粒子均不相同的光学性能，呈现顺磁性，并具有弱磁性。
2、制备工艺简单，原料易得，组分与性能易于控制，产品无毒无害，易于工业化生产和广泛应用。
附图说明
图1氧化钛纳米管扫描电镜照片。
图2氧化钛纳米管透射电镜照片及选区电子衍射图。
图3氧化钛纳米管及α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱。
图4α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图5α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图6α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱。
图7α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图8α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图9α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的紫外可见光谱。
图10α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱。
图11α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱。
图12α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图13α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的透射电镜照片。
图14α-Fe2O3纳米粒子及包覆α-Fe2O3的氧化钛纳米管的磁滞回线
具体实施方式
实施例一(TiO2纳米管制备)：
在一个干净的250ml烧杯中称量2.0g TiO2粉体，加入80g NaOH粉体和200ml去离子水，即200ml 10M NaOH溶液，将其放入高压釜中，在恒温120℃下水热72小时，所得产物经过多次离心酸洗后调节pH值到7左右，得到的纯的TiO2纳米管。
将0.2g TiO2纳米管分散到50ml去离子水中待用。
该纯TiO2纳米管的扫描电镜照片如附图1所示，透射照片如附图2所示，XRD图谱如附图3(D曲线)所示，紫外可见光谱如附图9(D曲线)所示。制得的氧化钛纳米管长度200-300nm，直径只有10纳米左右，拥有较大的长径比(20-30)，具有中空管状结构，尺寸均一，表面光滑。氧化钛纳米管在268nm附近有较强的紫外吸收峰。
实施例二：
将444mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在60℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图3(C曲线)所示，透射照片如附图4(A图片)所示。
实施例三：
将444mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在80℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图3(B曲线)所示，透射照片如附图4(B图片)所示。
实施例四：
将444mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图3(A曲线)所示，透射照片如附图5所示，其磁滞回线如图14所示，显示该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料具有一定的磁性。
实施例五：
将222mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应50小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图6(B曲线)所示。
实施例六：
将444mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应50小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图6(C曲线)所示，透射照片如附图8所示，紫外可见光谱如附图9(C曲线)所示。
实施例七：
将890mg PVP加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应50小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图6(D曲线)所示，透射照片如附图7所示，紫外可见光谱如附图9(B曲线)所示。
实施例八：
将444mg PEG加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
实施例九：
将444mg PVA加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在105℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
实施例十：
将444mg PVA加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在60℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图10(A曲线)所示。
实施例十一：
将444mg PVA加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在80℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图10(B曲线)所示，透射照片如附图12所示。
实施例十二：
将444mg PEG加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在60℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图11(B曲线)所示，透射照片如附图13(A图片)所示。
实施例十三：
将444mg PEG加入到50ml TiO2纳米管溶液，同时将1.08g FeCl3粉体，7.8mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水，与TiO2纳米管溶液混合，在室温搅拌2小时使组分充分混合并均匀化，然后将其倒入250ml三颈瓶中。使三颈瓶浸泡在油浴中，最好使油液面可以高于三颈瓶内溶液液面，并给三颈瓶接好冷凝回流管。调好冷凝水，接下来打开电加热套，通过油浴对反应体系缓慢升温并控制温度在80℃左右，在冷凝回流条件下反应20小时，产物经去离子水反复洗涤3次后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
该α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的XRD图谱如附图11(A曲线)所示，透射照片如附图13(B图片)所示。
Claims (4)
1.一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该材料是由纺锤形α-Fe2O3纳米粒子与TiO2纳米管复合而成的纳米复合颗粒，制备过程包括如下几个步骤：
(1)将0.15-0.25g TiO2纳米管分散到50ml去离子水中，制备TiO2纳米管溶液；将1.05-1.10g氯化铁粉体、7.5-8.0mg NaH2PO3粉体加入到150ml去离子水中，制备FeCl3溶液；
(2)搅拌条件下，将444-890mg表面活性剂加入到TiO2纳米管溶液中，同时将FeCl3溶液与TiO2纳米管溶液混合，继续搅拌，使组分充分混合均匀，得到混合液；
(3)将混合液缓慢升温至60-105℃，恒温反应20-50小时；所得产物经去离子水反复洗涤后制得α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料。
2.如权利要求1所述的仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)三者之一或其任意组合。
3.如权利要求1所述的仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的TiO2纳米管采用如下方法制备：
(1)将75-85g NaOH粉体溶解到195-205ml去离子水中，得到NaOH水溶液；
(2)将1.5-2.5g TiO2粉体与NaOH水溶液混合均匀，得到混合液；
(3)将混合液在恒温120℃下，水热反应70-75小时；所得产物经过酸洗、水洗后，得到TiO2纳米管。
4.如权利要求1所述的仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述的恒温反应可以采用油浴回流方式实现恒温操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110027522.7A CN102179216B (zh) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110027522.7A CN102179216B (zh) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102179216A true CN102179216A (zh) | 2011-09-14 |
| CN102179216B CN102179216B (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=44565617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110027522.7A Expired - Fee Related CN102179216B (zh) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102179216B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104437495A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-03-25 | 河北工业大学 | 一种分级α-Fe2O3/TiO2中空球双功能光催化剂及其应用 |
| WO2016015690A1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | Univerzita Pardubice | Method for separation of biopolymer molecules and a carrier for application of this method |
| CN106867629A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-20 | 青岛科技大学 | 一种电流变液及其制备方法 |
| CN107915293A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-17 | 江西省子轩科技有限公司 | 一种新型污水处理复合絮凝剂及其制备方法 |
| CN109461897A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-03-12 | 北京泰丰先行新能源科技有限公司 | 一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法 |
| CN109916966A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-21 | 华南理工大学 | 一种α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料及由其制备的H2S气敏传感器 |
| CN110055125A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-26 | 青岛科技大学 | 一种各向异性的ts-1分子筛/氧化钛纳米核壳型复合材料电流变液及其制备方法 |
| CN112499673A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-16 | 中国地质大学（武汉） | 含磷硅自组装层和金属氧化物共修饰TiO2纳米管的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1686609A (zh) * | 2005-02-18 | 2005-10-26 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 氧化铁敏化的片状氧化钛可见光催化剂及制备方法 |
| JP2009021102A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウムイオン二次電池 |
| CN101752049A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-06-23 | 上海理工大学 | 超顺磁γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料及其制备方法 |
| WO2010079515A1 (en) * | 2009-01-12 | 2010-07-15 | Council Of Scientific & Industrial Research | One step electrochemical process for the synthesis of pure rutile titanium dioxide nanoneedles |
-
2011
- 2011-01-20 CN CN201110027522.7A patent/CN102179216B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1686609A (zh) * | 2005-02-18 | 2005-10-26 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 氧化铁敏化的片状氧化钛可见光催化剂及制备方法 |
| JP2009021102A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウムイオン二次電池 |
| WO2010079515A1 (en) * | 2009-01-12 | 2010-07-15 | Council Of Scientific & Industrial Research | One step electrochemical process for the synthesis of pure rutile titanium dioxide nanoneedles |
| CN101752049A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-06-23 | 上海理工大学 | 超顺磁γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料及其制备方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016015690A1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | Univerzita Pardubice | Method for separation of biopolymer molecules and a carrier for application of this method |
| CN104437495B (zh) * | 2014-12-23 | 2016-05-25 | 河北工业大学 | 一种分级α-Fe2O3/TiO2中空球双功能光催化剂及其应用 |
| CN104437495A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-03-25 | 河北工业大学 | 一种分级α-Fe2O3/TiO2中空球双功能光催化剂及其应用 |
| CN106867629B (zh) * | 2017-03-14 | 2020-01-21 | 青岛科技大学 | 一种电流变液及其制备方法 |
| CN106867629A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-20 | 青岛科技大学 | 一种电流变液及其制备方法 |
| CN107915293A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-17 | 江西省子轩科技有限公司 | 一种新型污水处理复合絮凝剂及其制备方法 |
| CN109461897A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-03-12 | 北京泰丰先行新能源科技有限公司 | 一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法 |
| CN109461897B (zh) * | 2018-08-29 | 2021-11-23 | 北京泰丰先行新能源科技有限公司 | 一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法 |
| CN109916966A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-21 | 华南理工大学 | 一种α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料及由其制备的H2S气敏传感器 |
| CN109916966B (zh) * | 2019-02-26 | 2021-12-21 | 华南理工大学 | 一种α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料及由其制备的H2S气敏传感器 |
| CN110055125B (zh) * | 2019-05-31 | 2021-10-22 | 青岛科技大学 | 一种各向异性的ts-1分子筛/氧化钛纳米核壳型复合材料电流变液及其制备方法 |
| CN110055125A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-26 | 青岛科技大学 | 一种各向异性的ts-1分子筛/氧化钛纳米核壳型复合材料电流变液及其制备方法 |
| CN112499673A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-16 | 中国地质大学（武汉） | 含磷硅自组装层和金属氧化物共修饰TiO2纳米管的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102179216B (zh) | 2013-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102179216B (zh) | 一种仿生型α-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法 | |
| CN101613537B (zh) | 一种纳米二氧化钛包覆纳米二氧化硅的制备方法 | |
| CN102319564B (zh) | 一种双层空腔结构及海胆状的二氧化钛磁性微球制备方法 | |
| CN103771485B (zh) | 一种氧化铜三维纳米自组装体的可控制备方法 | |
| Wu et al. | Progress in the synthesis and applications of hierarchical flower-like TiO2 nanostructures | |
| CN103691433B (zh) | 一种Ag掺杂TiO2材料、及其制备方法和应用 | |
| CN105600825A (zh) | 一种由碳纳米管调节氧化钨形貌与尺寸的方法 | |
| CN105887332A (zh) | 一种具有可见光催化的氮掺杂的柔性TiO2/SiO2纳米纤维薄膜的制备方法 | |
| CN104439276B (zh) | 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品 | |
| CN102180515A (zh) | 具有高可见光催化活性的纳米二氧化钛及其水分散液的制备方法 | |
| CN105148955A (zh) | 一种多壁碳纳米管负载银/磷酸银核壳结构复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105312051A (zh) | 一种纳米金-介孔二氧化硅复合纳米管及其制备和应用 | |
| CN108946805A (zh) | 一种多孔二氧化钛纳米线的制备方法 | |
| CN113830826A (zh) | 一种沉淀-自组装法制备壳核结构介孔量子氧化钛的方法 | |
| CN108238605A (zh) | 一种三维花状碱式硅酸镍微球及其制备方法 | |
| CN110527279A (zh) | 一种高光热转换效率高导热系数的材料及其制备方法 | |
| CN102689917B (zh) | 由硫酸钛制备硫酸钡多孔微球和二氧化钛纳米粒子的方法 | |
| CN107497455B (zh) | 一种微量硫表面修饰的超薄钨酸铋纳米片光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN102718255B (zh) | 一种二氧化钛空心纳米结构的制备方法 | |
| CN108033485A (zh) | 一种一步法合成TiO2微球高效制氢和降解污染物的方法 | |
| Niu et al. | Structures and photocatalytic activity of α-Fe2O3@ TiO2 core-shell nanoparticles | |
| Liu et al. | Synthesis of SiO 2–W x TiO 2 composite aerogels via solvothermal crystallization under the guidance of bacterial cellulose followed by freeze drying method | |
| CN102161506A (zh) | 一种制备C-N共掺杂纳米TiO2粉体的方法 | |
| CN105836796A (zh) | 一种铃铛型核壳结构纳米TiO2@void@SiO2粉体的制备方法 | |
| CN103833073B (zh) | 单分散光滑表面非晶二氧化钛纳米球的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130821 Termination date: 20190120 |