一种制备形态可控的活性面暴露TiO₂纳米单晶的方法

摘要

本发明涉及一种制备形态可控的活性面暴露TiO2纳米单晶的方法，该方法采用经过酸处理的天然粘土矿物(蛭石)片层为控制剂，在有机碱的协同作用下，可控合成了活性面暴露的TiO2纳米单晶。该方法简单，并绿色环保，原材料选择广泛，制备成本低廉，得到的TiO2纳米单晶晶粒尺寸和所暴露活性面的比例均可控，使得TiO2纳米材料在太阳能电池、光电器件、传感器、光催化以及表面技术等领域具有更加广泛的应用。

主权项

一种制备形态可控的活性面暴露TiO2纳米单晶的方法，其特征在于按下列步骤进行：a、将蛭石过200‑300目筛，按质量分数30％‑50％加入到0.1‑3mol/L的磷酸、硫酸、盐酸或硝酸溶液中，反应2‑12h后，过滤，水洗至中性，并将滤饼在温度50‑120℃下干燥4‑12h，经研磨得到酸化剥离蛭石；b、将步骤a酸化剥离蛭石按质量分数0.005％‑0.1％分散在5‑15mmol/L的有机碱为乙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵溶液中；c、按摩尔比为1∶10‑1∶100将四氯化钛、硫酸氧钛、钛酸四正丁酯或钛酸四异丙酯与分析纯溶剂乙醇、异丙醇、异戊醇或正丁醇混合，加入到步骤b含有酸化剥离蛭石的碱溶液中，调控酸化剥离蛭石与四氯化钛、硫酸氧钛、钛酸四正丁酯或钛酸四异丙酯的比例为1‑150g/mol，然后将该混合物转移到反应釜中，在温度150‑250℃下水热反应2‑50h；d、反应结束后，常温下自然冷却，取出反应物，去除酸化剥离蛭石片层，得到反应产物，再用去离子水洗涤至中性，温度50‑100℃下真空干燥5‑20h，即可得到形态可控的活性面暴露TiO2纳米单晶。