铁掺杂的纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子的制备方法

摘要

本发明属于无机纳米材料的合成方法，涉及核壳结构的纳米粒子的制备方法，特别涉及一种铁掺杂的纯金红石相纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子的制备方法。本发明的制备方法分为两步：一、采用水热法直接制备铁离子掺杂的纯金红石相纳米TiO2，该方法的突出特点是，所得产品不经热处理，室温下即为纯金红石相，且粒径小于等于25nm；二、以水解法制备铁掺杂的纯金红石相纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子。本发明制备的核壳结构的纳米粒子分散性好，具有较大的比表面积和表面羟基化程度，且紫外线吸收能力和耐候性优良。

主权项

一种铁掺杂的纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子的制备方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：(1)将钛源溶液与蒸馏水按照体积比为1∶4～1∶6的比例混合均匀；(2)向步骤(1)得到的溶液中加入铁掺杂物，铁掺杂物的加入量相对于钛源溶液中钛源的质量百分比为1wt％～30wt％；所述的铁掺杂物为氯化铁、硝酸铁、氧化铁或硫酸铁中的一种；(3)将步骤(2)得到的溶液转移到容器中，封口密闭后放入水热釜中，在温度为110～140℃下水热反应20～30小时；(4)将步骤(3)水热反应后得到的产物离心分离、用溶剂洗涤所得固体、在温度为50～100℃下真空干燥、研磨，得到铁离子掺杂的纯金红石相纳米二氧化钛颗粒；(5)称取步骤(4)得到的铁离子掺杂的纯金红石相纳米二氧化钛颗粒0.1～0.5g，加入100～500mL异丙醇，超声，得到铁离子掺杂的纯金红石相纳米二氧化钛的悬浮溶液A；(6)在搅拌下，向步骤(5)得到的悬浮溶液A中加入10～40mL蒸馏水及质量百分含量为25～28％的10～30mL浓氨水，得到溶液B；(7)向步骤(6)得到的溶液B中加入0.1～0.6mL硅源，室温下搅拌，得到含白色沉淀物的浑浊液C；(8)将步骤(7)得到的浑浊液C中的白色沉淀物过滤出并用溶剂洗涤后，于温度为50～100℃下真空干燥，得到所述铁掺杂的纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子；所述的硅源是正硅酸乙酯或硅酸钠。