CN104961763A - 一步溶剂法制备光催化性能优异的二氧化钛纤维、前驱体及纺丝溶液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一步溶剂法制备光催化性能优异的二氧化钛纤维、前驱体及纺丝溶液的方法。将四氯化钛、水、配体和沉淀分离剂按比例，在0～50℃和搅拌条件加入水和醇溶剂中充分反应，过滤除去盐酸盐，将所得溶液在20～50℃减压浓缩得聚钛前驱体粉体或纺丝溶液。前驱体纺丝溶液通过离心甩丝得到二氧化钛前驱体纤维，经过水蒸汽预处理和高温烧结得到二氧化钛纤维。本发明的二氧化钛纤维平均直径2～5μm，晶粒粒径在100～200nm，比表面积在50～100m2/g。本发明制备工艺简单，条件温和，前驱体溶胶不变质，纤维质量稳定。具有成本低、产率高、质量优和更加绿色环保等优点并且具有优异的光催化性能。
Description
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，涉及一种具有优异的光催化性能的二氧化钛纤维的制备方法。
背景技术
近年来，全球性的环境问题，已经引起了人们的广泛关注。如何解决环境污染问题已经是迫在眉睫的事情，人们正在积极的开发用于治理环境污染的新方法及其新技术。自从1972年，Fujishima等发现二氧化钛可以电解水开始，二氧化钛就引发了研究热潮。二氧化钛有很高的化学和光学稳定性，低价无毒，还可以防腐蚀，是进行光催化降解和产氢的备选材料。目前广泛应用的二氧化钛纳米粉等存在易团聚、易失活、难回收等缺点；负载型二氧化钛虽然能解决这个难题，但是负载之后，它的吸收光子的能力下降，导致光催化效率降低。因此，研究具有稳定高效的光催化性能，并且易于回收、固定的二氧化钛纤维材料是非常必要的。二氧化钛纤维具有催化活性高、易回收和再生及可重复使用的优点，解决了二氧化钛纳米粉光催化性能高但是回收难的矛盾。二氧化钛纤维制备简单，批量生产技术成熟化；工艺流程简单，其前驱体的研制可在常温常压下进行，二氧化钛纤维的制备过程和使用过程都不会产生二次污染。
20世纪80年代开始，二氧化钛纤维的制备已经有多项专利。日本专利文件JP55136126A、JP1246139 A、JP60046927 A等采用钛酸盐脱碱法制备二氧化钛纤维。再比如日本专利文件JP2019569 A、JP4163317 A等采用浸渍法来制备二氧化钛纤维。美国专利文件US4166147 A采用溶胶凝胶法制备二氧化钛纤维。
采用聚钛前驱体制备二氧化钛的专利已经有不少，但是还存在很多不足。中国专利文件CN1584156A以四氯化钛、乙酰丙酮、三乙胺为原料，甲醇、四氢呋喃为溶剂，两步法合成前驱体聚乙酰丙酮合钛，经过离心甩丝和水蒸汽处理得到二氧化钛纤维。中国专利文件CN1772373A利用钛酸四丁酯、乙酰乙酸乙酯为原料，乙醇、四氢呋喃为溶剂，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛，离心甩丝和水蒸汽处理得到二氧化钛纤维。中国专利文件CN102286804A利用四氯化钛、醋酸钾为原料，乙醇为溶剂，经过离心甩丝和水蒸汽处理制备了二氧化钛纤维。
但是，上述二氧化钛纤维的制备方法工艺复杂、反应条件苛刻、原料价格昂贵、反应时间长，获得的二氧化钛质量不高、光催化效果较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一步溶剂法制备二氧化钛纤维、前驱体及纺丝溶液的方法。
本发明的技术方案如下：
一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体的方法，包括步骤如下：
(1)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(2)将步骤(1)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，即得二氧化钛纤维前驱体。
一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液的方法，包括步骤如下：
(i)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(ii)将步骤(i)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
或者，将步骤(i)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，得二氧化钛纤维前驱体粉末，按100:150～600g/ml的比例将二氧化钛纤维前驱体粉末加入到步骤(i)所述溶剂中，减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
即得二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液。
一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，包括步骤如下：
(a)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(b)将步骤(a)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
或者，将步骤(a)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，得二氧化钛纤维前驱体粉末，按100:150～600g/ml的比例将二氧化钛纤维前驱体粉末加入到步骤(a)所述溶剂中，减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；得二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液；
(c)将步骤(b)得到的二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液在温度为10～35℃，离心甩丝，得二氧化钛前驱体纤维；将二氧化钛前驱体纤维在2～6个大气压和130～180℃条件下预解析处理0.5～1.5h，在蒸汽存在下，以0.5～5℃/min的升温速率升温至450～500℃，并保温0.5～10h；关掉蒸汽，然后以2～5℃/min的升温速率升至600～800℃，保温0.5～5h，即得二氧化钛纤维。
根据本发明，优选的，步骤(1)、(i)或(a)中所述的配体为乙酰丙酮，所述的沉淀分离剂为乙二胺；
优选的，所述溶剂的加入总量按体积比为四氯化钛:溶剂＝100:400～1000；
优选的，当沉淀分离剂为乙二胺时，原料摩尔配比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)；当沉淀分离剂为二乙醇胺或三乙醇胺时，原料摩尔配比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3)(3.2～4.5)；
优选的，加入溶剂中的温度为20～30℃。
根据本发明，步骤(1)、(i)或(a)中抽滤除去的盐酸盐粗品可采用纯水重结晶得到高纯度盐酸盐结晶。
根据本发明，优选的，步骤(c)中离心甩丝过程中离心速率为10000～30000r/min，甩丝孔径为0.1～0.5mm；
优选的，所述的蒸汽为乙醇、氨气、水蒸汽或苯等；
优选的，预解析处理温度为140～170℃；
优选的，预解析处理后，在蒸汽存在下以0.5～5℃/min的升温速率升温至500℃，并保温0.5～10h；然后以5℃/min的升温速率升温至600～800℃，保温0.5～3h，得二氧化钛纤维。
根据本发明，步骤(c)中预解析处理后得到的二氧化钛前驱体纤维为聚乙酰丙酮合钛纤维或聚乙酰乙酸乙酯合钛纤维。步骤(2)、(ii)或(b)中得到的二氧化钛纤维前驱体为聚乙酰丙酮合钛或聚乙酰乙酸乙酯合钛。
本发明制得的二氧化钛纤维的直径为2～5μm，比表面积为50～150m2/g，气孔体积为0.15～0.35cm3/g，晶粒的粒径为50～200nm，晶相为锐钛矿或者金红石或者两者共存。
本发明采用四氯化钛作为钛源，乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等作为配体，甲醇、乙醇、异丙醇等低碳醇作为溶剂，选取乙二胺、三乙醇胺和二乙醇胺作为沉淀分离剂，加入适量水，在一定的温度、搅拌、抽滤和减压浓缩条件下制得聚乙酰丙酮合钛或聚乙酰乙酸乙酯合钛、纺丝溶液以及二氧化钛纤维。本发明采用一步溶剂法制备二氧化钛纤维、前驱体及纺丝溶液，是针对多步多种溶剂法的改进；使二氧化钛纤维制备工艺简化、效率提高、成本降低，所得二氧化钛纤维光催化效果明显提高。
本发明的技术特点及优良效果如下：
1、本发明用有机弱碱，即乙二胺、三乙醇胺或者二乙醇胺等取代现有技术中的三乙胺或三乙胺盐酸盐溶于甲醇、乙醇和异丙醇得到的溶液，利用乙二胺盐酸盐、三乙醇胺盐酸盐和二乙醇胺盐等难溶于醇的特点，可将盐酸盐结晶通过抽滤的方式直接与前驱体溶液分离，直接浓缩得到前驱体粉体或纺丝溶液。
2、本发明优选的沉淀分离剂使得副产物盐酸盐不溶于醇。因而，可以用于消除四氯化钛的所有氯离子；并省略了使用如丙酮、四氢呋喃等分离溶剂，大幅度地降低了原料成本；减少了对设备的腐蚀和环境的污染。
3、本发明“一步溶剂法”，除了保持多步多种溶剂法制备前驱体或纺丝溶液的优点外，还具有使工艺流程简化、成本降低、产率提高、质量优化和绿色环保等显著特征，同时所得纤维的光催化效果明显提高。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的二氧化钛前驱体纤维的照片。
图2为本发明实施例1中得到的二氧化钛纤维的照片。
图3为本发明实施例2中得到的二氧化钛纤维的SEM照片，放大倍率为500倍。
图4为本发明实施例2中得到的二氧化钛纤维截面的SEM照片，放大倍率为25000倍。
图5为本发明实施例2中得到的二氧化钛纤维的HR-TEM照片。
图6为本发明实施例2中不同二氧化钛纤维的光催化降解MO的降解速率曲线，其中：PET为以聚醋酸氧钛为配体的有机聚钛前驱体制备得到的二氧化钛纤维，PAT-2为以聚乙酰丙酮合钛为配体两步法制备的二氧化钛纤维，P25为市购二氧化钛，PAT-1为实施例2以聚乙酰丙酮合钛为配体一步法制备的二氧化钛纤维。
具体实施方法
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，所用设备均为常规设备，市购产品。
实施例1：
一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体：
在10℃和搅拌条件下，将109ml乙酰丙酮溶于100ml乙醇的混合溶液和70ml乙二胺溶于400ml乙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和400ml乙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰丙酮合钛和乙二胺盐酸盐，抽滤除去乙二胺盐酸盐，得到乙二胺盐酸盐202g，得到聚乙酰丙酮合钛的乙醇溶液；将所得聚乙酰丙酮合钛的乙醇溶液在40℃进行减压蒸馏去除乙醇，得到黄色的前驱体聚乙酰丙酮合钛粉末108g。
一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液：
将上述得到的前驱体聚乙酰丙酮合钛粉末与甲醇按照100g:200ml的比例，配置溶液，在旋转蒸发仪中浓缩至粘度为10Pa.s，得到二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液。
一步溶剂法制备二氧化钛纤维：
将上述得到的二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液倒入甩丝盘中，在温度为25℃，相对湿度为35％，离心机转速为10000r/min的条件下，从孔径为0.3mm的甩丝孔中高速甩出，收集得到二氧化钛前驱体纤维。甩丝得到的二氧化钛前驱体纤维照片如图1所示，二氧化钛前驱体纤维外观为黄色。
将二氧化钛前驱体纤维在3个大气压和130℃条件下预解析处理0.5h；自然冷却，然后放到水蒸汽炉内进行水蒸汽活化处理，各个阶段的升温速率分别为：25℃～100℃，升温速率为2℃/min；100℃～300℃，升温速率为1℃/min；300℃～500℃，升温速率为1.5℃/min；在500℃保温1h；关掉蒸汽，然后以3℃/min升温速率继续升温到800℃，保温2h，即得二氧化钛纤维。得到的二氧化钛纤维照片如图2所示，二氧化钛纤维外观为白色。
本实施例得到的二氧化钛纤维的晶型同时出现锐钛矿和金红石。
取50ml浓度为20mg/L的甲基橙(MO)溶液，放入100mg本实施例制得的二氧化钛纤维。先把溶液放在黑暗处30min以达到吸附平衡，然后在300W的汞灯下进行降解，在30min内对MO的降解率为92％。
实施例2：
一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液：
在5℃和搅拌条件下，将135ml乙酰丙酮溶于100ml乙醇的混合溶液和80ml乙二胺溶于400ml乙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和400ml乙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰丙酮合钛和乙二胺盐酸盐，抽滤除去乙二胺盐酸盐，得乙二胺盐酸盐200g，得到聚乙酰丙酮合钛的乙醇溶液；对得到的前驱体的乙醇溶液在旋转蒸发仪中直接浓缩至粘度为30Pa.s，得到二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液。
一步溶剂法制备二氧化钛纤维：
将二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液倒入甩丝盘中，在温度为20℃，相对湿度为25％，离心机转速为20000r/min的条件下，从孔径为0.25mm的甩丝孔中高速甩出，收集得到二氧化钛前驱体纤维。将上述二氧化钛前驱体纤维在3个大气压和130℃条件下预解析处理1h；自然冷却，然后放到水蒸汽炉内进行水蒸汽活化处理，不同阶段的升温速率为：25℃～100℃，升温速率为5℃/min；100℃～300℃，升温速率为0.5℃/min；300℃～500℃，升温速率为1.5℃/min；然后在500℃保温1h；关掉蒸汽，然后以5℃/min升温速率继续升温到700℃，保温2h，即得二氧化钛纤维。
本实施例得到的二氧化钛纤维，在500和25000放大倍率下的SEM照片分别如图3和图4所示，二氧化钛纤维的HR-TEM照片如图5所示。
本实施例得到的二氧化钛纤维的直径为2～5μm，比表面积为50～150m2/g，气孔体积为0.15～0.35cm3/g，晶粒的粒径为50～200nm。
以聚醋酸氧钛为配体的有机聚钛前驱体制备得到的二氧化钛纤维(记为PET，可按现有技术制备得到，参见专利：CN102286804A)、以聚乙酰丙酮合钛为配体两步法制备的二氧化钛纤维(记为PAT-2，可按现有技术制备得到，参见专利：CN1584156A)和市购二氧化钛P25为对比；与本实施例以聚乙酰丙酮合钛为配体一步法制备的二氧化钛纤维(记为PAT-1)一同测试对MO的降解性能，步骤如下：
分别取四份50ml MO(20mg/L)溶液，分别放入100mg PET、PAT-2、P25和PAT-1。先把溶液放在黑暗处30min以达到吸附平衡，然后在300W的汞灯辐射下进行降解，30min之后MO被降解完全，降解速率曲线如图6所示。
由图6可知，降解速率：PAT-1>P25>PET>PAT-2，即本实施例制备的二氧化钛纤维的光催化性能优于聚醋酸氧钛为前驱体的二氧化钛纤维及聚乙酰丙酮合钛为前驱体的两步法制备的二氧化钛纤维和市购二氧化钛P25。
实施例3：
如实施例1所述，所不同的是将溶剂由乙醇换成异丙醇。减压浓缩后得到黄色的前驱体聚乙酰丙酮合钛粉末。将前驱体粉末与乙醇按照100g:400ml的比例配置前驱体的纺丝溶液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到90％。测试方法，同实施例1。
实施例4：
如实施例1所述，所不同的是将溶剂由乙醇换成甲醇和乙醇9:1体积比的混合溶剂。减压浓缩后得到黄色的前驱体聚乙酰丙酮合钛粉末。将前驱体粉末与甲醇按照100g:350ml的比例配置前驱体的纺丝溶液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到85％。测试方法，同实施例1。
实施例5：
如实施例1所述，所不同的是将溶剂由乙醇换成甲醇和乙醇1:4体积比的混合溶剂。过滤得到的聚钛前驱体的溶液直接减压浓缩后得到黄色的纺丝液。粘度为25Pa.s。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到92％。测试方法，同实施例1。
实施例6：
如实施例1所述，所不同的是：在10℃和搅拌条件下，将109ml乙酰丙酮溶于100ml乙醇的混合溶液和234ml二乙醇胺溶于300ml乙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和300ml乙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰丙酮合钛和二乙醇胺盐酸盐，抽滤除去二乙醇胺盐酸盐，得到聚乙酰丙酮合钛的乙醇溶液，将所得溶液在40℃进行减压浓缩回收乙醇，得到黄色的前驱体聚乙酰丙酮合钛105g；抽滤除去的二乙醇胺盐酸盐530g。将前驱体粉末与甲醇按照100g:300ml的比例配置前驱体的纺丝溶液。
制得的二氧化钛纤维的直径为4-5μm，晶粒大小为100-200nm。
制得的在30min内对MO降解率达到90％。测试方法，同实施例1。
实施例7：
如实施例6所述，所不同的是234ml二乙醇胺换成240ml三乙醇胺。减压浓缩后得到黄色的前驱体聚乙酰丙酮合钛粉末。将前驱体粉末与乙醇按照100g:150ml的比例配置前驱体的纺丝溶液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到87％。测试方法，同实施例1。
实施例8：
如实施例6所述，所不同的是将溶剂由乙醇换成甲醇，得到的聚钛前驱体的溶液直接减压浓缩成25Pa.s的纺丝液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率高达95％。测试方法，同实施例1。
实施例9：
如实施例1所述，所不同的是：在15℃和搅拌条件下，将120ml乙酰乙酸乙酯溶于150ml乙醇的混合溶液和65ml乙二胺溶于250ml乙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和400ml乙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛和乙二胺盐酸盐，抽滤除去乙二胺盐酸盐，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛的乙醇溶液。继续浓缩聚钛前驱体的乙醇溶液，得到粘度为20Pa.s的纺丝液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到85％。测试方法，同实施例1。
实施例10：
如实施例9所述，所不同的是将溶剂由乙醇换成异丙醇。减压浓缩后，得到黄色的聚乙酰乙酸乙酯合钛粉末。将前驱体粉末与乙醇按照100g:600ml的比例配置前驱体的纺丝溶液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到82％。测试方法，同实施例1。
实施例11：
如实施例1所述，所不同的是：在20℃和搅拌条件下，将120ml乙酰乙酸乙酯溶于150ml乙醇的混合溶液和220ml二乙醇胺溶于450ml乙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和400ml乙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛和二乙醇胺盐酸盐，抽滤除去二乙醇胺盐酸盐，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛的乙醇溶液。继续浓缩聚钛前驱体的乙醇溶液，得到粘度为40Pa.s的纺丝液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到88％。测试方法，同实施例1。
实施例12：
如实施例1所述，所不同的是：在10℃和搅拌条件下，将130ml乙酰乙酸乙酯溶于200ml异丙醇的混合溶液和260ml三乙醇胺溶于300ml异丙醇的混合溶液，先后滴加到85ml四氯化钛溶于45ml水和400ml异丙醇的混合溶液中，充分反应5小时，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛和三乙醇胺盐酸盐，抽滤除去三乙醇胺盐酸盐，得到聚乙酰乙酸乙酯合钛的异丙醇溶液。继续浓缩聚钛前驱体的异丙醇溶液，得到粘度为30Pa.s的纺丝液。
制备得到的二氧化钛纤维在30min内对MO降解率达到92％。测试方法，同实施例1。
Claims (10)
1.一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体的方法，包括步骤如下：
(1)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(2)将步骤(1)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，即得二氧化钛纤维前驱体。
2.根据权利要求1所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的配体为乙酰丙酮，所述的沉淀分离剂为乙二胺。
3.根据权利要求1所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体的方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂的加入总量按体积比为四氯化钛:溶剂＝100:400～1000。
4.根据权利要求1所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体的方法，其特征在于，步骤(1)中当沉淀分离剂为乙二胺时，原料摩尔配比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)；当沉淀分离剂为二乙醇胺或三乙醇胺时，原料摩尔配比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3)(3.2～4.5)。
5.一步溶剂法制备二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液的方法，包括步骤如下：
(i)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃温度、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(ii)将步骤(i)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
或者，将步骤(i)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，得二氧化钛纤维前驱体粉末，按100:150～600g/ml的比例将二氧化钛纤维前驱体粉末加入到步骤(i)所述溶剂中，减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
即得二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液。
6.一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，包括步骤如下：
(a)按照摩尔比为四氯化钛:水:配体:沉淀分离剂＝1:(2.5～3.5):(1.8～3):(1.6～2.3)的比例，分别称取四氯化钛、水、配体、沉淀分离剂，在0～50℃、搅拌条件下加入到溶剂中，反应2～12h，得到二氧化钛纤维前驱体和盐酸盐的混合物，抽滤除去盐酸盐，得到二氧化钛纤维前驱体溶液；
所述的溶剂为甲醇、乙醇或/和异丙醇；
所述的配体为乙酰丙酮或者乙酰乙酸乙酯；
所述的沉淀分离剂为乙二胺、二乙醇胺或/和三乙醇胺；
(b)将步骤(a)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；
或者，将步骤(a)所得二氧化钛纤维前驱体溶液在20～50℃减压蒸馏去除溶剂，得二氧化钛纤维前驱体粉末，按100:150～600g/ml的比例将二氧化钛纤维前驱体粉末加入到步骤(a)所述溶剂中，减压浓缩至粘度为10～50Pa.s；得二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液；
(c)将步骤(b)得到的二氧化钛纤维前驱体纺丝溶液在温度为10～35℃，离心甩丝，得二氧化钛前驱体纤维；将二氧化钛前驱体纤维在2～6个大气压和130～180℃条件下预解析处理0.5～1.5h，在蒸汽存在下，以0.5～5℃/min的升温速率升温至450～500℃，并保温0.5～10h；关掉蒸汽，然后以2～5℃/min的升温速率升温至600～800℃，保温0.5～5h，即得二氧化钛纤维。
7.根据权利要求6所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，其特征在于，步骤(c)中离心甩丝过程中离心速率为10000～30000r/min，甩丝孔径为0.1～0.5mm。
8.根据权利要求6所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，其特征在于，步骤(c)中所述的蒸汽为乙醇、氨气、水蒸汽或苯。
9.根据权利要求6所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，其特征在于，步骤(c)中预解析处理温度为140～170℃。
10.根据权利要求6所述的一步溶剂法制备二氧化钛纤维的方法，其特征在于，步骤(c)中预解析处理后，在蒸汽存在下以0.5～5℃/min的升温速率升温至500℃，并保温0.5～10h；然后以5℃/min的升温速率升温至600～800℃，保温0.5～3h，得二氧化钛纤维。
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