CN103771509B - 一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,将TiOSO4搅拌溶解在盐酸溶液中,与SDS溶液混合,在150–180℃保温12–18h进行水热处理,所得产物放在煅烧炉中,450–500℃下煅烧4–6h,得到TiO2粉末。本发明利用水热法以TiOSO4作为前驱体和单一的SDS为模板剂,成功制备了孔径分布均一和粒径分布窄的球形介孔TiO2,制得的TiO2纳米材料为孔径分布均一和粒径分布窄的球形介孔TiO2,晶型为纯的锐钛矿型,粒径范围为20–30nm,比表面积为77–92m2/g,孔径大约为2–3nm。

Description

一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,特别涉及一种孔径分布均一和粒径分布窄的球形介孔二氧化钛的制备方法,属于无机半导体纳米材料制备领域。
背景技术
[0002] 二氧化钛是一种重要的多功能无机材料,因其具有无毒、低成本和较高的化学稳定性等优点,以及独特的光催化性能、优异的颜色效应和紫外线屏蔽等功能,在催化剂载体、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等领域都具有广阔的应用前景。
[0003]目前,球形介孔T12的制备方法主要有溶胶-凝胶法,水热法和溶剂热法等。例如,Patra等利用水热法以钛酸异丙酯为钛源和水杨酸钠为模板剂,成功制备了直径为 12_20nm 的球形介孔 T12 粒子(A.K.Patra, S.K.Das, Asim Bhaumik.J.Mater.Chem.,2011, 21,3925 - 3930),平均孔径分布在2.5 - 6.5nm之间。Mitra等以钛酸四丁酯为钛源,十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂和苯基醇助表面活性剂为模板剂,利用溶胶 _ 凝胶法合成了介孔 T12 (A.Mitra, A.Bhaumik, B.K.Paul.Microporous MesoporousMater.,2008, 109, 66 - 72)。同时,据一些专利报道,如王瑾等在钛酸酯、聚乙二醇和乙醇体系中,通过水解法制备了粒径范围在50 - 2000nm的球形介孔二氧化钛胶体颗粒(王瑾,王丹,张鹏,何丹东,公开号:CN102992395A)。其中,水热法具有成本低、操作简单、条件易控制等优点,而被人们的广泛应用。但是,这些文献和专利制备过程中的孔径分布并不是很均一的,粒径分布宽和所用原料比较复杂。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,用廉价的T1SO4作为钛源和SDS为模板剂,解决孔径分布不均一等问题。
[0005] 为达到上述目的,本发明采取的技术方案为:
[0006] 一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,包括以下步骤:
[0007] (I)将T1SO4搅拌溶解在盐酸溶液中,配成浓度为0.058 - 0.35mol/L的含钛溶液;
[0008] (2)将十二烷基硫酸钠(SDS)加蒸馏水溶解成浓度为0.055 - 0.16mol/L的透明溶液;
[0009] (3)将步骤(2)得到的透明溶液逐滴加入到由步骤(I)所得的含钛溶液中,继续搅拌均匀形成混合溶液,混合溶液中SDS/Ti0S04的摩尔比为0-0.9:1;
[0010] (4)将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150 - 180°C保温12 - 18h进行水热处理,水热处理后将高压反应釜自然冷却到室温;
[0011] (5)将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗、烘干得到产物,将产物放在煅烧炉中,450 - 500°C下煅烧4 - 6h,得至IJ T12粉末。
[0012] 上述步骤(I)所述的盐酸溶液浓度为1- 3mol/L。混合溶液中SDS/Ti0S04的摩尔比优选为0.3-0.6:1。
[0013] 所述的水热处理条件优选为150°C保持12h。
[0014] 所述的煅烧优选为450°C煅烧4h。
[0015] 本发明利用水热法以T1SO4作为前驱体和单一的SDS为模板剂,成功制备了孔径分布均一和粒径分布窄的球形介孔T12,制得的T12纳米材料为孔径分布均一和粒径分布窄的球形介孔T12,晶型为纯的锐钛矿型,粒径范围为20 - 30nm,比表面积为77 - 92m2/g,孔径大约为2 - 3nm。
[0016] 本发明制备球形介孔T12的方法相对简单,所用的原料价廉、易得,安全;
[0017] 本发明具有以下有益效果:
[0018] 本发明所制备的T12纳米材料的孔径分布均一(2 - 3nm)和粒径分布窄(20 -30nm)。相比钛酸正丁酯或钛酸异丙酯等钛源,以及聚氧乙烯或聚乙烯基吡咯烷酮等模板剂,本发明所用原料价格比较便宜、易得,符合当今提倡节约的要求。同时本发明所提供的制备T12纳米材料的方法,反应周期短,制备条件温和,工艺操作简单以及易于实施,为制备球形介孔T12提供了一种新的思路。
附图说明
[0019] 图1为不同SDS用量所制备的T12纳米材料的透射电镜图(TEM):a为实施例1的TEM ;b为实施例2的TEM ;c为实施例3的TEM ;d为实施例4的TEM。
[0020] 图2为本发明实施例3制备的T12纳米材料的高分辨率透射电镜图(HRTEM):a为HRTEM ;b为相应的电子衍射图谱。
[0021] 图3为不同SDS用量所制备的T12纳米材料的场发射扫描电镜图(FESEM):a为实施例1的FESEM ;b为实施例2的FESEM ;c为实施例3的FESEM ;d为实施例4的FESEM。
[0022] 图4为不同SDS用量所制备的T12纳米材料的X-射线衍射图(XRD):a为实施例1的XRD ;b为实施例2的XRD ;c为实施例3的XRD ;d为实施例4的XRD。
具体实施方式
[0023] 下面结合实施例进一步说明。
[0024] 实施例1:
[0025] 室温下,将0.8599g的T1SO4溶解在不断搅拌的20mL2mol/L HCl溶液中;在不断搅拌的条件下,将30mL蒸馏水中加入到含钛溶液中,在进行搅拌2h形成混合溶液;将得到的混合溶液转移到10mL的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中;将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150°C保持12h ;水热处理后,将高压反应釜自然冷却到室温;将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗3次,在鼓风干燥箱内,60°C烘干24h得到产物;将得到的产物放在箱式煅烧炉中,450°C下煅烧4h,得到T12粉末。
[0026] 实施例2:
[0027] 室温下,将0.8599g的T1SO4溶解在不断搅拌的20mL2mol/L HCl溶液中,得含钛溶液;室温下,将0.4742g的SDS加入到30mL蒸馏水中,不断搅拌直至形成透明溶液;在不断搅拌的条件下,将得到的透明溶液逐滴加入到含钛溶液中,在进行搅拌2h形成混合溶液;将得到的混合溶液转移到10mL的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中;将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150°C保持12h ;水热处理后,将高压反应釜自然冷却到室温;将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗3次,在鼓风干燥箱内,60°C烘干24h得到产物;将得到的产物放在箱式煅烧炉中,450°C下煅烧4h,得到T12粉末。
[0028] 实施例3:
[0029] 室温下,将0.8599g的T1SO4溶解在不断搅拌的20mL2mol/L HCl溶液中,得含钛溶液;室温下,将0.9474g的SDS加入到30mL蒸馏水中,不断搅拌直至形成透明溶液;在不断搅拌的条件下,将得到的透明溶液逐滴加入到含钛溶液中,在进行搅拌2h形成混合溶液;将得到的混合溶液转移到10mL的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中;将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150°C保持12h ;水热处理后,将高压反应釜自然冷却到室温;将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗3次,在鼓风干燥箱内,60°C烘干24h得到产物;将得到的产物放在箱式煅烧炉中,450°C下煅烧4h,得到T12粉末。
[0030] 实施例4:
[0031] 室温下,将0.8599g的T1SO4溶解在不断搅拌的20mL2mol/L HCl溶液中,得含钛溶液;室温下,将1.4248g的SDS加入到30mL蒸馏水中,不断搅拌直至形成透明溶液;在不断搅拌的条件下,将得到的透明溶液逐滴加入到含钛溶液中,在进行搅拌2h形成混合溶液;将得到的混合溶液转移到10mL的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中;将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150°C保持12h ;水热处理后,将高压反应釜自然冷却到室温;将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗3次,在鼓风干燥箱内,60°C烘干24h得到产物;将得到的产物放在箱式煅烧炉中,450°C下煅烧4h,得到T12粉末。
[0032] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,其特征是,包括以下步骤:(1)将Ti0S04搅拌溶解在盐酸溶液中,配成浓度为0.058 - 0.35mol/L的含钛溶液;(2)将十二烷基硫酸钠(SDS)加蒸馏水溶解成浓度为0.055 - 0.16mol/L的透明溶液; (3)将步骤(2)得到的透明溶液逐滴加入到由步骤⑴所得的含钛溶液中,继续搅拌均匀形成混合溶液,混合溶液中SDS/Ti0S04的摩尔比为0.3-0.6:1 ;(4)将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,将高压反应釜拧紧放入烘箱中,在150 - 180°C保温12 - 18h进行水热处理,水热处理后将高压反应釜自然冷却到室温; (5)将得到的沉淀物离心分离,使用蒸馏水清洗、烘干得到产物,将产物放在煅烧炉中,450 - 500°C下煅烧4 - 6h,得到Ti02粉末。
2.根据权利要求1所述的一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,其特征是,步骤(1)所述的盐酸溶液浓度为1 - 3mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,其特征是,所述的水热处理条件为150°C保持12h。
4.根据权利要求1所述的一种均匀球形介孔二氧化钛的制备方法,其特征是,所述的煅烧为450°C煅烧4h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104014331B (zh) * 2014-06-10 2016-05-25 上海大学 介孔二氧化钛球负载的Mn-Ce-W复合氧化物脱硝催化剂的制备方法
CN104192895B (zh) * 2014-08-12 2018-07-10 渤海大学 一种纳米TiO2微球的制备方法
CN104332321B (zh) * 2014-10-23 2017-11-07 齐鲁工业大学 金红石型TiO2纳米棒氧化石墨烯复合材料及其制备方法
CN106430303B (zh) * 2016-09-12 2017-12-05 齐鲁工业大学 一种混合结构的分级二氧化钛及其制备方法
CN106830069B (zh) * 2017-02-15 2018-01-05 齐鲁工业大学 一种花状介孔二氧化钛分级结构及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594102A (zh) * 2004-07-05 2005-03-16 华东理工大学 一种二氧化钛介孔材料的制备方法
JP2006069877A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Masahiko Abe メソポーラスチタニア
CN102367180A (zh) * 2011-03-17 2012-03-07 中国科学院过程工程研究所 一种以廉价工业钛源制备高孔道有序度的纳米介孔TiO2的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594102A (zh) * 2004-07-05 2005-03-16 华东理工大学 一种二氧化钛介孔材料的制备方法
JP2006069877A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Masahiko Abe メソポーラスチタニア
CN102367180A (zh) * 2011-03-17 2012-03-07 中国科学院过程工程研究所 一种以廉价工业钛源制备高孔道有序度的纳米介孔TiO2的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Self-assembled TiO2 nanoparticles- mesoporosity optical and catalytic properties;Swapan K. Das et al.;《Dalton Trans.》;20100324;第39卷;4382–4390 *

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