本發(fā)明屬于二氧化鈦納米粉體的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可控合成不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的方法。

背景技術(shù)：

環(huán)境惡化和能源短缺已成為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)必須面對(duì)的兩大問題。20世紀(jì)70年代，日本學(xué)者fujishimaa和hondak在nature上首次報(bào)道了在光照射條件下，tio2電極可分解水產(chǎn)生氫氣（即honda-fujishima效應(yīng)），掀起了一股研究熱潮。利用太陽能轉(zhuǎn)化為氫能成為當(dāng)今世界的研究熱點(diǎn)之一。同時(shí)，工業(yè)廢水和生活污水已經(jīng)成為人類生存和發(fā)展的大問題，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，威脅到大自然生態(tài)系統(tǒng)和人們的身體健康，污水處理刻不容緩。

半導(dǎo)體光催化材料自tio2問世以來得到了各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注，研究者發(fā)現(xiàn)光催化反應(yīng)可以有效的分解有機(jī)物、殺滅細(xì)菌和消除異味，并且光催化技術(shù)擁有多方面的優(yōu)勢(shì)，如反應(yīng)溫度是室溫，光催化劑自身無毒、無害、無腐蝕性，也不會(huì)有二次污染等，被認(rèn)為是解決環(huán)境問題和能源問題最有效的方法之一。如何提升光催化材料的活性是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。無缺陷的tio2顯示為淡黃色，隨著缺陷度的增加，逐漸變?yōu)樗{(lán)色、灰色和黑色。與無缺陷tio2相比，缺陷度高的tio2有更多的活性位，表現(xiàn)出更高的活性即高的制氫效率和污染物降解效率。與傳統(tǒng)的制備工藝相比，水熱法具有制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)物純度高及分散性和結(jié)晶性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種形貌可控且工藝簡(jiǎn)單的可控合成不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，可控合成不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的方法，其特征在于具體步驟為：（1）將0.1g不同晶相和納米結(jié)構(gòu)的偏鈦酸分散于30ml水溶液中，再將2.57-38.59mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40-100℃干燥6-48h得到不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體，該藍(lán)色二氧化鈦納米粉體為二氧化鈦納米管、二氧化鈦納米顆粒或二氧化鈦納米線。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述二氧化鈦納米線的具體制備過程為：（1）將0.1g偏鈦酸納米帶分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米線。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述二氧化鈦納米管的具體制備過程為：（1）將0.1g偏鈦酸納米花分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米管。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述二氧化鈦納米顆粒的具體制備過程為：（1）將0.1g偏鈦酸納米線分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米顆粒。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述二氧化鈦納米顆粒的具體制備過程為：（1）將0.1g偏鈦酸納米線分散于30ml水溶液中，再將38.59mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米顆粒。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明通過水熱法制備藍(lán)色二氧化鈦能夠有效提升其光催化效率，具有制備工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能高效和形貌可控等優(yōu)點(diǎn)，制得的藍(lán)色二氧化鈦納米粉體能夠用于染料等有機(jī)污染物的降解和光解水及超級(jí)電容器等能源材料的電極，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1-3中所用偏鈦酸原料的x射線衍射圖；

圖2是實(shí)施例1-3制得產(chǎn)品藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的x射線衍射圖；

圖3是實(shí)施例1-3制得產(chǎn)品藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的sem圖。

圖中（a）為實(shí)施例1，（b）為實(shí)施例2，（c）為實(shí)施例3。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

（1）將0.1g偏鈦酸納米帶分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米線（見圖3a）。

實(shí)施例2

（1）將0.1g偏鈦酸納米花分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米管（見圖3b）。

實(shí)施例3

（1）將0.1g偏鈦酸納米線分散于30ml水溶液中，再將2.57mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米顆粒（見圖3c）。

實(shí)施例4

（1）將0.1g偏鈦酸納米線分散于30ml水溶液中，再將38.59mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；（2）將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；（3）將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40℃干燥24h得到藍(lán)色二氧化鈦納米顆粒。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可控合成不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體的方法，將0.1g不同晶相和納米結(jié)構(gòu)的偏鈦酸分散于30mL水溶液中，再將2.57?38.59mg鉬酸鈉加入到上述溶液中，攪拌30min得到白色懸濁液；將得到的白色懸濁液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，密封后置于干燥箱中于220℃反應(yīng)24h；將產(chǎn)物取出后通過去離子水和無水乙醇清洗至中性，然后于40?100℃干燥6?48h得到不同微觀形貌藍(lán)色二氧化鈦納米粉體，該藍(lán)色二氧化鈦納米粉體為二氧化鈦納米管、二氧化鈦納米顆?；蚨趸伡{米線。本發(fā)明通過水熱法制備藍(lán)色二氧化鈦能夠有效提升其光催化效率，具有制備工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能高效和形貌可控等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：翟海法;石丹丹;朱浩;都敏;劉凱凱;張萌;王文雅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.17
技術(shù)公布日：2017.10.13