一种掺杂铌的单斜晶系TiO₂的水热合成方法

摘要

一种制备具有优异结晶性和电导率的掺杂铌的单斜晶系TiO2纳米纤维的方法，主要是采用了合适的水热反应温度和压力，获得结晶性稳定、形态可控的单斜晶系TiO2的纳米纤维，其中TiO2的纳米纤维的纤维直径约为70-90nm，在800℃的高温条件下仍旧能够不转化为其他结晶相，电导率约为1S/m数量级。

主权项

一种掺杂铌的单斜晶系TiO2的水热合成方法，其包括以下步骤：首先，选用粒度约0.02nm、含有0.26‑0.30wt％铌的锐钛矿型TiO2，以及10mol/L的NaOH溶液作为反应原料，其中配比为每10‑15g锐钛矿型TiO2对应为100ml的NaOH溶液；第二，将锐钛矿型TiO2与NaOH溶液置入密闭的高压容器中混合并搅拌进行水热合成反应，其中反应的条件是在温度为380℃、压力为25.0MPa的条件下进行的，反应时间为2.5h；第三，将水热合成反应产物用去离子水进行洗涤，洗涤次数至少为4次；第四，将洗涤后的水热合成反应产物在0.1mol/L的盐酸溶液中进行离子置换反应，其中反应温度为60‑70℃，反应时间为1.5‑2h；第五，将离子置换反应产物在大气环境的条件下进行热处理最终得到铌含量为0.13‑0.16wt％的掺杂铌的单斜晶系TiO2的纳米纤维，其中热处理温度为420‑440℃，热处理的时间为4‑4.5h。优选的，所述掺杂铌的单斜晶系TiO2的铌含量为0.15wt％。