具有高度结晶骨架的介孔二氧化钛材料、制备方法及其应用

摘要

本发明提供一种具有高度结晶骨架的介孔二氧化钛材料、制备方法及其应用。以工业聚乙二醇800-6000为模板剂，二甲基亚砜或二甲基甲酰胺为溶剂，配制成模板剂溶液。加入计量的钛酸正丁酯，通过模板剂与钛源之间的较强氢键作用实现有机模板剂-无机物种之间的自组装，形成基本的介孔结构。再经过进一步的140-220℃高温溶剂热处理来实现介孔孔壁的晶化。将得到的结晶介孔二氧化钛初产物经过450-1000℃高温焙烧即可得到孔道开放且孔壁高度晶化的介孔二氧化钛材料，该材料表现出很高的结晶度，为典型的锐钛矿晶型结构，具有大的比表面积和可调变的孔径分布。同时在紫外光条件下催化降解水中有机染料显示出了较好的催化性能。

主权项

一种具有高度结晶骨架的介孔二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a. 选择聚乙烯醇为模板剂，二甲基亚砜或二甲基甲酰胺为溶剂，钛酸正丁酯为钛源，通过模板剂和无机物质之间强的氢键相互作用实现自组装，形成基本的介孔结构，其中溶剂的质量与反应物的质量比为10‑50，无机前驱体与模板剂之间的质量比为0.5‑3.5，模板剂的分子量的选取范围为800‑6000 ；b. 将组装好的混合物经过140‑220℃条件下高温水热处理24小时以实现二氧化钛骨架的晶化；c. 将上述得到的材料的初产物在空气条件下450‑1000℃高温焙烧6 小时以脱除模板剂，得到孔道开放、高度晶化的介孔结构的二氧化钛材料，所述二氧化钛材料为锐钛矿晶型结构，具有规则的介孔结构和高度晶化的孔壁，比表面积为50‑120m²/g, 孔径为4‑20nm，孔容为0.1‑0.23cm³/g。