CN117361612A - 一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后在搅拌下进行水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；(2)洗涤步骤(1)所得中间产物，而后依次进行干燥、焙烧后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶在结构上具有多级孔道、优势晶面可控纯度高等特点，在性能上具有光利用率高及光电效率高的优点，可应用于新能源领域、环境保护领域、光催化领域、光伏发电领域和光解水制氢领域。
Description
本申请要求申请号为202211691241.6专利申请的优选权(在先申请的申请日为2022年12月27日，发明名称为一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用)。
技术领域
本发明属于光催化纳米材料、新能源与环境领域，涉及一种多级孔结构钛酸锶，尤其涉及一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用。
背景技术
现代科技快速发展，工业文明不断地改变着人们的生活，但随之而来的全球性能源短缺问题和环境问题也越来越严重。化石能源日益短缺，其作为化工原材料与能量原料之间的矛盾日益突出，人类耐以生存的环境问题也日益严峻，开发新型绿色、低碳、低能耗的新能源技术和环保技术，如太阳能光伏发电、光解水制氢、光解有机物治理污水、光催化治理尾气污染等已经成为重要前瞻课题。
近年来，多项研究成果表明钙钛矿材料在紫外与可见光范围内表现出较高的光吸收率和能量转换效率(PCE＝输出能量/输入能量)。钙钛矿晶型的钛酸锶(strontiumtitanate，SrTiO3)晶体由于其合适的能带结构，在紫外光波段，有着极高的光子利用率与光电转化效率，是太阳能光伏发电、光解水制氢材料的理想选择。钛酸锶作为半导体材料来讲，相比单晶硅和TiO2具有更高的导带电位及更多掺杂改性位点，高稳定性而被广泛关注，在光催化产氢、太阳能电池等领域被大量研究。但同时钛酸锶材料还有一些缺点需要克服，例如光生载流子寿命短、平均扩散长度短、光生电子-空穴对分离效率较低，导致光催化活性低，其性能还远远不能满足实际应用的需求。
钛酸锶材料的结构对其光催化性能具有明显影响，比如不同的形貌、晶型、结构、带隙、比表面积、孔径等均具有重要的意义。不同的形貌和结构使得其带隙、比表面积和孔径有所不同，从而影响光电材料的性能，例如影响光电转化过程中光的吸收利用效率以及光生电子的产生速率和扩散速率等，从而影响其光电性能。
迷宫型多孔结构钛酸锶相对于普通多孔钛酸锶而言，具有更大的比表面积、孔径和孔容，且具有可调控的孔道结构和孔壁性质，从而具有更多的活性点位或优势晶面，更重要的优势还在于迷宫型多孔结构具有更丰富的多级孔道和更少的通孔，对于光的吸收和利用效率可大幅提高，从而可大幅提高其活性和光电性能，具有潜在巨大利用价值。
但纵观国内外研究成果，关于多孔钛酸锶的研究较少，且多以有机锶化合物为原料，存在成本高、有机物污染、结构与性能难以调控等问题；迷宫型多级孔结构钛酸锶应用领域更是空白，亟需相关技术研发和攻关。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用。所述迷宫型多级孔结构钛酸锶具有多级孔道、晶面可控纯度高等结构特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后在搅拌下进行水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
(2)洗涤步骤(1)所得中间产物，而后依次进行干燥、焙烧后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
本发明所述制备方法具有绿色低碳、成本低且过程易操控等特点，易于实现产业化应用。
作为本发明的优选技术方案，步骤(1)所述锶源混合液为锶源与第一混合物的混合物。
优选地，所述第一混合物包括第一溶剂与模板剂的混合物。
优选地，所述模板剂在第一溶剂中的质量百分比含量为4～15wt％，例如可以是5wt％、7wt％、9wt％、11wt％或13wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述模板剂包括四丙基氢氧化铵、尿素、甲基纤维素、羧甲基纤维素或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括四丙基氢氧化铵和尿素的组合，四丙基氢氧化铵和甲基纤维素的组合，四丙基氢氧化铵和羧甲基纤维素的组合，四丙基氢氧化铵和十六烷基三甲基溴化铵的组合，尿素和甲基纤维素的组合，尿素和羧甲基纤维素的组合，尿素和十六烷基三甲基溴化铵的组合，甲基纤维素和羧甲基纤维素的组合，羧甲基纤维素和十六烷基三甲基溴化铵的组合，甲基纤维素和十六烷基三甲基溴化铵的组合，或甲基纤维素、羧甲基纤维素和十六烷基三甲基溴化铵的组合。
优选地，所述第一溶剂包括去离子水和/或碱性溶液。
优选地，所述碱性溶液包括氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括氢氧化锂溶液和氢氧化钾溶液的组合，氢氧化锂溶液和氢氧化钠溶液的组合，氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的组合，或氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的组合。
优选地，所述锶源包括氢氧化锶和/或氯化锶。
优选地，所述锶源混合液中锶源的浓度为0.1～2mol/L例如可以是0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L或2mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述钛源混合液为钛源与第二混合物的混合物。
优选地，所述第二混合物包括第二溶剂或第二溶剂与晶面调控剂的混合物。
优选地，所述晶面调控剂在第二溶剂中的质量百分比含量为5％-12wt％，例如可以是6wt％、8wt％、10wt％或12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述晶面调控剂包括丙二醇和/或乙二醇。
本发明所述晶面调控剂用于钛酸锶晶体的晶面修饰和选择性调控，所述钛源混合液中若不包含有晶面调控时，则制备出的钛酸锶晶体形貌为常规的正六面体；当所述钛源混合液中包含有晶面调控剂时，则制备出的钛酸锶晶体形貌可以为光电性能更好的十八面体。
优选地，所述第二溶剂包括碱性溶液和/或无水乙醇。
优选地，所述碱性溶液包括氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括氢氧化锂溶液和氢氧化钾溶液的组合，氢氧化锂溶液和氢氧化钠溶液的组合，氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的组合，或氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的组合。
优选地，所述钛源包括二氧化钛和/或四氯化钛。
优选地，所述钛源混合液中钛源的浓度为0.1～1.5mol/L，例如可以是0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L或1.5mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为(0.8～1.3):1，例如可以是0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1或1.3:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明中锶和钛的分子比为(0.8～1.3):1，若分子比过高会导致产物纯度降低，过低则会导致产物形貌不好。
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应中还包括模板剂。
优选地，所述模板剂的添加量在锶源混合液中的锶源的质量浓度为1～10wt％，例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述搅拌的转速为50～500r/min，例如可以是50r/min、100r/min、200r/min、300r/min、400r/min或500r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应的温度为100～200℃，例如可以是100℃、120℃、140℃、160℃、180℃或200℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应的时间为6～24h，例如可以是6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明所述水热结晶反应的温度为100～200℃，其温度过高会导致压力过大、操作难度大和成本提高，过低则会导致产物纯度和形貌不好。
优选地，步骤(2)所述洗涤的次数为2～5次，例如可以是2次、3次、4次或5次。
优选地，步骤(2)所述洗涤中的洗涤液包括去离子水和/或无水乙醇。
优选地，步骤(2)所述干燥的温度为50～90℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述焙烧的温度为350～650℃，例如可以是350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃或650℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为0.5～3h，例如可以是0.5h、0.8h、1.1h、1.4h、1.7h、2h、2.3h、2.6h或3h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明提供的制备方法中在焙烧过程实现模板剂的脱除和孔结构的形成，焙烧温度过高会导致孔结构的破坏，过低则会出现模板剂脱除不完全、孔结构不完善。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后100～200℃温度下，在50～500r/min转速下搅拌进行6～24h水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
其中，所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为(0.8～1.3):1；所述钛源混合液中钛源的浓度为0.1～1.5mol/L；所述锶源混合液中锶源的浓度为0.1～2mol/L；
(2)洗涤步骤(1)所得中间产物2～5次，而后在50～90℃下进行干燥、350～650℃下焙烧0.5～3h后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
第二方面，本发明提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶采用第一方面提供的制备方法得到。
第三方面，本发明提供了一种采用第一方面提供的制备方法得到的迷宫型多级孔结构钛酸锶的应用，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶用于环境保护领域、新能源领域、光催化领域、光伏发电领域或光解水制氢领域中的任意一种。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶在结构上具有多级孔道、纯度高、势晶面可控的优点；
(2)本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶具有较高的光利用率和光电效率等优异性能；
(3)本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶制备方法具有绿色低碳、成本低且过程易操控等特点，易于实现产业化应用。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶的SEM电镜图；
图2是本发明实施例1提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶的孔分布分析结果图；
图3是本发明实施例1-5提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶的XRD图；
图4是本发明实施例1-2提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶以及常规无孔钛酸锶样品吸光度对比图；
图5是本实施例1提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶的光电流测试曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后150℃温度下，在300r/min转速下搅拌进行18h水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
其中，所述锶源混合液为氢氧化锶、四丙基氢氧化铵、十六烷基三甲基溴化铵和去离子水的混合物，所述锶源混合液中氢氧化锶的浓度为0.5mol/L；所述四丙基氢氧化铵在水中的质量百分比含量为10wt％；
所述钛源混合液为氢氧化钠溶液、二氧化钛和丙二醇的混合物，所述钛源混合液中二氧化钛的浓度为0.5mol/L；所述丙二醇在氢氧化钠溶液中的质量百分比含量为10wt％；
所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为1.2:1；
所述水热结晶反应过程中还包括模板剂，所述模板剂的添加量在锶源混合液中的锶源的质量浓度为5wt％；
(2)采用去离子水洗涤步骤(1)所得中间产物3次，而后在60℃下进行干燥、500℃下焙烧2h后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的SEM电镜图如图1所示，孔分布分析结果图如图2所示，XRD图如图3所示，吸光度对比图如图4所示，光电流测试曲线如图5所示。
实施例2
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液以及钛源混合液，然后100℃温度下，在500r/min转速下搅拌进行24h水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
其中，所述锶源混合液为氯化锶和甲基纤维素、尿素和水的混合物，所述锶源混合液中锶源的浓度为0.1mol/L；
所述钛源混合液为四氯化钛、无水乙醇和丙二醇的混合物，所述钛源混合液中钛源的浓度为2mol/L；
所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为1.3:1；
所述水热结晶反应过程中还包括模板剂，所述模板剂的添加量在锶源混合液中的锶源的质量浓度为1wt％；
(2)采用无水乙醇洗涤步骤(1)所得中间产物2次，而后在50℃下进行干燥、350℃下焙烧3h后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的XRD图如图3所示，吸光度对比图如图4所示。
实施例3
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后在200℃温度下，在50r/min转速下搅拌进行6h水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
其中，所述锶源混合液为氢氧化锶、去离子水、羧甲基纤维素和四丙基氢氧化铵的混合物，所述锶源混合液中锶源的浓度为2mol/L；
所述钛源混合液为四氯化钛、无水乙醇和乙二醇的混合物，所述钛源混合液中钛源的浓度为0.1mol/L；
所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为0.8:1；
所述水热结晶反应过程中还包括模板剂，所述模板剂的添加量在锶源混合液中的锶源的质量浓度为10wt％；
(2)采用去离子水洗涤步骤(1)所得中间产物5次，而后在90℃下进行干燥、650℃下焙烧0.5h后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的XRD图如图3所示。
实施例4
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述水热结晶反应的温度更改为80℃。
所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的XRD图如图3所示。
实施例5
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述水热结晶反应的温度更改为220℃。
所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的XRD图如图3所示。
实施例6
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(2)所述焙烧的温度更改为300℃。
实施例7
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(2)所述焙烧的温度更改为700℃。
实施例8
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比更改为0.5:1。
实施例9
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比更改为2:1。
实施例10
本实施例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例省略了步骤(1)所述锶源混合液中的丙二醇。
对比例1
本对比例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本对比例省略了步骤(2)所述洗涤的过程。
对比例2
本对比例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本对比例省略了步骤(2)所述干燥的过程。
对比例3
本对比例提供了一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法与实施例1的区别仅在于：
本对比例将步骤(1)所述混合锶源混合液和钛源混合液更改为：混合氢氧化锶、二氧化钛和模板剂；其中，钛和锶的分子比为1.2:1，模板剂的添加量为钛源的5wt％。
性能检测：
将实施例1-9提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶的代表性样品进行了结构分析和性能检测，结果如下所述。
(1)通过分析图1可知，本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶具有迷宫型多级孔结构，且形貌为优势晶面(即110晶面和111晶面，较100晶面具有更高的光电效率)更多的十八面体钛酸锶；且所述迷宫型多级孔结构钛酸锶中具有较多的50nm-100nm的大孔；
(2)通过分析图2可知，通过等温吸附脱附分析测试发现，样品具有1.5nm-50nm的微孔和介孔，占比较多的孔径有2.2nm、3.8nm、17nm等；可见，样品具有多尺寸介孔、微孔和大孔共存的多级孔结构；
(3)通过分析图3可知，本发明实施例1-5提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶均没有检测出杂质峰，为高纯度的钛酸锶晶体；
(4)通过分析图4可知，本发明实施例1和实施例2提供的样品与常规无孔钛酸锶样品的紫外-可见光漫反射分析曲线。通过对比可以看出，实施例1和实施例2样品的吸光度均比常规无孔钛酸锶样品高，其中实施例1样品在可见光范围的提升尤为显著，吸光度可以达到0.2，是常规无孔钛酸锶样品的约5倍，且在可见光和紫外光过渡区400nm左右的吸收率下降较为平缓；实施例2样品在可见光波段吸收率提升到0.1，是常规无孔钛酸锶样品的约2.5倍。可见，本发明实施例1和实施例2制备出了的样品具有更高的吸光度，从而具有更好的光利用率；
(5)通过分析图5可知，本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶表现出了较好的光生电子能力，对光的响应迅速，光电响应能力更强，在光的照射下能生成高瞬态光电流，光的持续照射也能够持续激发生成光电流，且光生电子-空穴复合慢，载流子停留时间长，利于光生电子转移到待催化的样品中，有利于光催化的进行。可见，本发明实施例1样品具有较高的光电效率和较好的光电性能。
综上所述，本发明提供的迷宫型多级孔结构钛酸锶在结构上具有多级孔道、优势晶面可控纯度高等特点；在性能上具有光利用率高以及光电效率高的优点。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种迷宫型多级孔结构钛酸锶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后在搅拌下进行水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
(2)洗涤步骤(1)所得中间产物，而后依次进行干燥、焙烧后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锶源混合液为锶源与第一混合物的混合物；
优选地，所述第一混合物包括第一溶剂与模板剂的混合物；
优选地，所述模板剂在第一溶剂中的质量百分比含量为4～15wt％；
优选地，所述模板剂包括四丙基氢氧化铵、尿素、甲基纤维素、羧甲基纤维素或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第一溶剂包括去离子水和/或碱性溶液；
优选地，所述碱性溶液包括氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述锶源包括氢氧化锶和/或氯化锶；
优选地，所述锶源混合液中锶源的浓度为0.1～2mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钛源混合液为钛源与第二混合物的混合物；
优选地，所述第二混合物包括第二溶剂或第二溶剂与晶面调控剂的混合物；
优选地，所述晶面调控剂在第二溶剂中的质量百分比含量为5％-12wt％；
优选地，所述晶面调控剂包括丙二醇和/或乙二醇；
优选地，所述第二溶剂包括碱性溶液和/或无水乙醇；
优选地，所述碱性溶液包括氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钛源包括二氧化钛和/或四氯化钛；
优选地，所述钛源混合液中钛源的浓度为0.1～1.5mol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为(0.8～1.3):1；
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应中还包括模板剂；
优选地，所述模板剂的添加量在锶源混合液中的锶源的质量浓度为1～10wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的转速为50～500r/min；
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应的温度为100～200℃；
优选地，步骤(1)所述水热结晶反应的时间为6～24h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤的次数为2～5次；
优选地，步骤(2)所述洗涤中的洗涤液包括去离子水和/或无水乙醇；
优选地，步骤(2)所述干燥的温度为50～90℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的温度为350～650℃；
优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为0.5～3h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合锶源混合液、钛源混合液，然后100～200℃温度下，在50～500r/min转速下搅拌进行6～24h水热结晶反应，固液分离后得到中间产物；
其中，所述锶源混合液中的锶源与钛源混合液中钛源的分子比为(0.8～1.3):1；所述钛源混合液中钛源的浓度为0.1～1.5mol/L；所述锶源混合液中锶源的浓度为0.1～2mol/L；
(2)洗涤步骤(1)所得中间产物2～5次，而后在50～90℃下进行干燥、350～650℃下焙烧0.5～3h后得到所述迷宫型多级孔结构钛酸锶。
9.一种迷宫型多级孔结构钛酸锶，其特征在于，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶采用权利要求1-8任一项所述的制备方法得到。
10.一种如权利要求9所述迷宫型多级孔结构钛酸锶的应用，其特征在于，所述迷宫型多级孔结构钛酸锶用于环境保护领域、新能源领域、光催化领域、光伏发电领域或光解水制氢领域中的任意一种。
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