CN102502812A - 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法 - Google Patents

一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102502812A
CN102502812A CN2011103524611A CN201110352461A CN102502812A CN 102502812 A CN102502812 A CN 102502812A CN 2011103524611 A CN2011103524611 A CN 2011103524611A CN 201110352461 A CN201110352461 A CN 201110352461A CN 102502812 A CN102502812 A CN 102502812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
titanium dioxide
nano titanium
titanium
solid
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
Application number
CN2011103524611A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102502812B (zh
Inventor
盖利刚
梅庆虎
姜海辉
段秀全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Institute of Light Industry
Original Assignee
Shandong Institute of Light Industry
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Institute of Light Industry filed Critical Shandong Institute of Light Industry
Priority to CN 201110352461 priority Critical patent/CN102502812B/zh
Publication of CN102502812A publication Critical patent/CN102502812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102502812B publication Critical patent/CN102502812B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：a.将无机钛源溶解在蒸馏水中，在搅拌条件下滴加A的水溶液，得均一乳液；b.将均一乳液转移至密闭的反应釜中，反应釜填充率为70～80％，加温至70～130℃，保温反应0～24h；然后升温至180～220℃，保温反应6～48h，得产物；c.将步骤b制得的产物进行固液分离，固体用蒸馏水洗涤后，经干燥，得八面体形貌纳米二氧化钛粉体。该方法简单易操作，条件易于实现，适合规模化工业生产。

Description

一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法
技术领域
本发明涉及一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
纳米二氧化钛(TiO2)具有高催化活性、化学稳定性、无毒及价廉易得等特点，在光催化、光电化学、太阳能电池、气敏传感和医疗等领域得到了广泛的研究和应用。众所周知，材料的性质与其颗粒尺寸、形貌和排列方式密切相关(Wu，N.；Wang，J.；Nyago Tafen，D.；Wang，H.；Zheng，J.；Lewis，J.P.；Liu，X.；Leonard，S.S.；Manivannan，A.J.Am.Chem.Soc.2010，132，6679-6685.)。
纳米二氧化钛的制备方法主要包括固相法、气相法和液相法(如公开号为CN 01318698A，CN 101723445A，CN 1511788A的中国专利文件)；其中，液相法是实现二氧化钛纳米粒子尺寸和形貌可控合成的常用方法。液相法主要包括胶溶法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法和溶剂热法等(如公开号为CN 101318698A的中国专利文件)。T.Sugimoto等人采用溶胶-凝胶法，以钛酸异丙酯为钛源，以胺类化合物(乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、三乙醇胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺)、油酸钠和硬脂酸钠为配位剂(或形貌控制剂)，制备了椭球形、立方形和一维结构的纳米二氧化钛，并研究了配位剂种类、原料配比和溶液的pH对二氧化钛纳米粒子形貌的影响(Sugimoto，T.；Zhou，X.；Muramatsu，A.J.ColloidInterface Sci.2003，259，53-61)。近来，E.Hosono等人以三氯化钛的盐酸溶液为原料，通过加入十二烷基硫酸钠(SDS)，于200℃在玻片上生长了锐钛矿型八面体二氧化钛聚集体(Hosono，E.；Fujihara，S.；Imai，H.；Honma，I.；Masaki，I.；Zhou，H.ACS Nano 2007，1，273-278)。该法所制备的二氧化钛八面体颗粒是在玻片上生长的，产率低、不适合规模化工业生产，且颗粒尺寸较大(很多颗粒处于微米级)、尺寸分布宽、分散性差。最近，F.Amano等人采用分步、液相法制备了八面体形貌的锐钛矿型纳米二氧化钛(Amano，F.；Yasumoto，T.；Prieto-Mahaney，O.；Uchida，S.；Shibayama，T.；Ohtani，B.Chem.Commun.2009，2311-2313)。他们以商品二氧化钛P25为原料，采用碱热法制备了二氧化钛纳米线，然后以二氧化钛纳米线为原料，采用水热法，于170℃制备了纳米二氧化钛八面体；研究者发现，该种八面体形貌的纳米二氧化钛具有较高的光催化效率。但是，分步法制备过程繁琐、成本较高，同样不适合规模化工业生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种产率高、成本低、适合于规模化工业生产的锐钛矿型纳米TiO2八面体的制备方法。
术语解释：
反应釜填充率：反应釜内所填充的物料占反应釜容积的体积百分数。
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将无机钛源溶解在蒸馏水中，在200～400r/min的搅拌条件下滴加A的水溶液，所述的A为水合肼、乙二胺之一或组合，然后持续搅拌0.5～2h，得均一乳液；
b.将步骤a制得的均一乳液转移至密闭的反应釜中，反应釜填充率为70～80％，加温至70～130℃，保温反应0～24h；然后升温至180～220℃，保温反应6～48h，得产物；
c.将步骤b制得的产物进行固液分离，固体用蒸馏水洗涤后，经干燥，得八面体形貌的纳米二氧化钛粉体。
所述步骤a中的无机钛源选自硫酸钛、硫酸氧钛或四氟化钛之一或组合。
所述步骤a中A的水溶液浓度为30～90wt％。
所述步骤a中无机钛源与A的摩尔比为1∶16～320；
所述步骤b中密闭的反应釜为密闭不锈钢反应釜或带聚四氟内衬的密闭反应釜。
所述步骤c中的洗涤次数为2～3次。
本发明中所述硫酸钛、硫酸氧钛和四氟化钛的纯度为化学纯或分析纯。
本发明具有以下优点：
(1)本发明采用纳米材料合成技术中常用的溶剂热法，将硫酸钛、硫酸氧钛和/或四氟化钛水溶液与水合肼和/或乙二胺水溶液混合，形成均一乳液，通过采用分阶段升温工艺，获得八面体形貌的纳米二氧化钛粉体，该方法简单易操作，条件易于实现。
(2)本发明以常见的无机钛源为原料，在水合肼和/或乙二胺水溶液中制备了产率高于80％的八面体纳米二氧化钛粉体；该方法的水合肼和/或乙二胺水溶液可经固液分离后回收再用，从而进一步降低生产成本，适合规模化工业生产。
附图说明
图1为实施例1-5所制备的八面体二氧化钛样品的X-射线粉末衍射(XRD)图：
其中：(1)纯锐钛矿型TiO2(JCPDS card No.78-2486)；(2)实施例1的样品S-1；(3)实施例2的样品S-2；(4)实施例3的样品S-3；(5)实施例4的样品S-4；(6)实施例5的样品S-5；
图2是实施例1所制备的八面体二氧化钛样品S-1的扫描电镜(SEM)照片；
图3是实施例2所制备的八面体二氧化钛样品S-2的扫描电镜(SEM)照片；
图4是实施例3所制备的八面体二氧化钛样品S-3的扫描电镜(SEM)照片；
图5是实施例4所制备的八面体二氧化钛样品S-4的扫描电镜(SEM)照片；
图6是实施例5所制备的八面体二氧化钛样品S-5的扫描电镜(SEM)照片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实例只是为了阐述而不能视为对本发明权利要求内容的限制。
实施例中的硫酸钛购自国药集团化学试剂有限公司；硫酸氧钛购自上海晶纯实业有限公司；四氟化钛购自Alfa Aesar天津一方科技有限公司；水合肼和乙二胺购自天津市风船化学试剂科技有限公司。
本发明所制备的八面体二氧化钛样品的X-射线粉末衍射数据由德国Bruker D8 AdvanceX-射线粉末衍射仪上获得；扫描电镜照片由日本Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜上获得。
实施例1
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
将2mmol硫酸钛溶解在25mL蒸馏水中，200r/min搅拌下，滴加15mL 80wt％的水合肼溶液，保证滴加时间不少于0.5h，加毕，持续搅拌1h，得均一乳液；
将均一乳液全部转移至容积为50mL的聚四氟容器中，将聚四氟容器置于不锈钢反应釜中、封釜，于130℃下静态保温反应3h，再于180℃下静态保温反应48h。所得固体经水洗3次，抽滤，滤液回收，固体干燥得八面体形貌纳米二氧化钛，记为样品S-1，产率84.4％；
所得样品S-1的物相分析见附图1(2)，形貌见附图2。
实施例2
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
将2mmol硫酸氧钛溶解在5mL蒸馏水中，300r/min搅拌下，滴加30mL 80wt％的水合肼溶液，保证滴加时间不少于0.5h，加毕，持续搅拌1h，得均一乳液；
将均一乳液全部转移至容积为50mL的聚四氟容器中，将聚四氟容器置于不锈钢反应釜中、封釜，于70℃下静态保温反应24h，再于220℃下静态保温反应6h。所得固体经水洗2次，抽滤，滤液回收，固体干燥得八面体形貌纳米二氧化钛，记为样品S-2，产率85.6％；
所得样品S-2的物相分析见附图1(3)，形貌见附图3。
实施例3
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
将2mmol硫酸氧钛溶解在5mL蒸馏水中，300r/min搅拌下，滴加实施例2中回收的水合肼溶液30mL，保证滴加时间不少于0.5h，加毕，持续搅拌1h，得均一乳液；
将均一乳液全部转移至容积为50mL的聚四氟容器中，将聚四氟容器置于不锈钢反应釜中、封釜，于120℃下静态保温反应12h，再于210℃下静态保温反应12h。所得固体经水洗2次，抽滤，滤液回收，固体干燥得八面体形貌纳米二氧化钛，记为样品S-3，产率82.9％；
所得样品S-3的物相分析见附图1(4)，形貌见附图4。
实施例4
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
将2mmol四氟化钛溶解在5mL蒸馏水中，400r/min搅拌下，滴加15mL 80wt％的水合肼和15mL 60wt％的乙二胺溶液，保证滴加时间不少于0.5h，加毕，持续搅拌2h，得均一乳液；
将均一乳液全部转移至容积为50mL的聚四氟容器中，将聚四氟容器置于不锈钢反应釜中、封釜，于120℃下静态保温反应12h，再于210℃下静态保温反应36h。所得固体经水洗2次，抽滤，滤液回收，固体干燥得八面体形貌纳米二氧化钛，记为样品S-4，产率88.7％；
所得样品S-4的物相分析见附图1(5)，形貌见附图5。
实施例5
一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：
将4mmol硫酸钛和2mmol的硫酸氧钛溶解在5mL蒸馏水中，300r/min搅拌下，滴加30mL乙二胺，保证滴加时间不少于0.5h，加毕，持续搅拌0.5h，得均一乳液；
将均一乳液全部转移至容积为50mL的聚四氟容器中，将聚四氟容器置于不锈钢反应釜中、封釜，于210℃下静态保温反应36h。所得固体经水洗2次，抽滤，滤液回收，固体干燥得八面体形貌纳米二氧化钛，记为样品S-5，产率88.3％；
所得样品S-5的物相分析见附图1(6)，形貌见附图6。

Claims (6)

1.一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将无机钛源溶解在蒸馏水中，在200～400r/min的搅拌条件下滴加A的水溶液，所述的A为水合肼、乙二胺之一或组合，然后持续搅拌0.5～2h，得均一乳液；
b.将步骤a制得的均一乳液转移至密闭的反应釜中，反应釜填充率为70～80％，加温至70～130℃，保温反应0～24h；然后升温至180～220℃，保温反应6～48h，得产物；
c.将步骤b制得的产物进行固液分离，固体用蒸馏水洗涤后，经干燥，得八面体形貌纳米二氧化钛粉体。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的无机钛源选自硫酸钛、硫酸氧钛或四氟化钛之一或组合。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中A的水溶液浓度为30～90wt％。
4.如权利要求1-3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中无机钛源与A的摩尔比为1∶16～320。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中密闭的反应釜为密闭不锈钢反应釜或带聚四氟内衬的密闭反应釜。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c中的洗涤次数为2～3次。
CN 201110352461 2011-11-09 2011-11-09 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法 Expired - Fee Related CN102502812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110352461 CN102502812B (zh) 2011-11-09 2011-11-09 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110352461 CN102502812B (zh) 2011-11-09 2011-11-09 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102502812A true CN102502812A (zh) 2012-06-20
CN102502812B CN102502812B (zh) 2013-06-19

Family

ID=46214963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110352461 Expired - Fee Related CN102502812B (zh) 2011-11-09 2011-11-09 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102502812B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104477986A (zh) * 2014-12-14 2015-04-01 桂林理工大学 一种黑色二氧化钛纳米管的制备方法
CN106629840A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 广东工业大学 一种截柱状八面体锐钛矿型TiO2的制备方法
CN106698503A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国石油化工股份有限公司 一种二氧化钛纳米粉的合成方法
WO2019131830A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料
WO2019131871A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007106646A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 単結晶アナターゼ型ＴｉＯ２及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007106646A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 単結晶アナターゼ型ＴｉＯ２及びその製造方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOSONO, EIJI ET AL.: "One-step synthesis of nano-micro chestnut TiO2 with rutile nanopins on the microanatase octahedron", 《ACS NANO》, vol. 1, no. 4, 30 November 2007 (2007-11-30) *
JIMIN DU ET AL.: "Controlled synthesis of anatase TiO2 nano-octahedra and nanospheres:shape-dependent effects on the optical and electrochemical properties", 《CRYSTENGCOMM》, vol. 13, no. 12, 9 May 2011 (2011-05-09) *
SUGIMOTO, T ET AL.: "Synthesis of uniform anatase TiO2 nanoparticles by gel-sol method 3. Formation process and size control", 《JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE》, vol. 259, no. 1, 1 March 2003 (2003-03-01), XP002265730, DOI: doi:10.1016/S0021-9797(03)00036-5 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104477986A (zh) * 2014-12-14 2015-04-01 桂林理工大学 一种黑色二氧化钛纳米管的制备方法
CN104477986B (zh) * 2014-12-14 2016-01-20 深圳孔雀科技开发有限公司 一种黑色二氧化钛纳米管的制备方法
CN106698503A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国石油化工股份有限公司 一种二氧化钛纳米粉的合成方法
CN106698503B (zh) * 2015-11-13 2018-03-16 中国石油化工股份有限公司 一种二氧化钛纳米粉的合成方法
CN106629840A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 广东工业大学 一种截柱状八面体锐钛矿型TiO2的制备方法
CN106629840B (zh) * 2016-11-17 2017-11-17 广东工业大学 一种截柱状八面体锐钛矿型TiO2的制备方法
WO2019131830A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料
WO2019131871A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料
JP2019119695A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料
JPWO2019131871A1 (ja) * 2017-12-28 2020-12-24 住友大阪セメント株式会社 酸化チタン粉体、並びに、それを用いた分散液および化粧料

Also Published As

Publication number Publication date
CN102502812B (zh) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102698785B (zh) 一种硅藻土负载氮掺杂纳米TiO2光催化材料的制备方法
CN102502812B (zh) 一种八面体形貌纳米二氧化钛的制备方法
CN104923230B (zh) 一种二氧化钛/四氧化三铁纳米复合材料及其制备方法
CN102275986A (zh) 不同晶型二氧化钛纳米带的可控水热制备方法
CN104772158A (zh) 一种wo3/c3n4混合光催化剂的制备方法
CN105289693A (zh) 一种Zn0.5Co0.5Fe2O4/g-C3N4复合光催化剂的制备方法
Zhou et al. A facile solid phase reaction to prepare TiO 2 mesocrystals with exposed {001} facets and high photocatalytic activity
CN105836807B (zh) 一种二维薄片自组装多级结构氧化钨及其制备方法和应用
CN105384192B (zh) 一种一维纳米棒自组装成花型的三维Nb2O5的制备方法
CN108435176A (zh) 一种铁掺杂TiO2八面体纳米颗粒及其制备方法
CN104891567A (zh) 管状TiO2/还原氧化石墨烯复合材料的制备方法
CN102502821B (zh) 一种制备球状或空心球状BiVO4的混合有机溶剂热法
CN104096552A (zh) 比表面高于350平方米/克的脱硝钛白粉及其制备方法
CN107008473A (zh) 一种三维结构钛酸铋纳米片/氯氧铋纳米片复合光催化剂及其制备方法
CN106882842A (zh) 一种介孔花瓣状ZnCo2O4纳米固体材料的制备方法
CN106315690A (zh) 一种多孔四氧化三钴纳米片的制备方法
CN105883910B (zh) 一种钙钛矿SrTiO3多孔纳米颗粒的制备方法及产物
CN103601239A (zh) 一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法
CN105197967B (zh) 一种负载过渡金属氧化物的花状氧化镁的制备方法
CN109225215A (zh) 一种高效选择性光催化还原水中硝态氮的光催化材料及其制备方法
CN106882845A (zh) 一种介孔海胆状NiCo2O4纳米固体材料的制备方法
CN109879311A (zh) 一种在常温下还原含钛络合物制备亚氧化钛的方法
CN107555491B (zh) 共沉淀一步制备硝酸根插层钴铝类水滑石的方法
CN104741112A (zh) 一种TiO2/WO3复合粉体的制备方法
CN102432064A (zh) 反相微乳液炭吸附四氯化钛水解体系纳米二氧化钛合成的方法

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: 20130619

Termination date: 20191109