[发明专利]一种二氧化钛纳米复合材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种二氧化钛纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚合物材料在溶剂中分散均匀，调节分散液的pH值为小于1.5，且调节pH值时所加酸的浓度不超过0.3mol/L；

(2)搅拌下加入二氧化钛前驱体溶液；

(3)搅拌下加热反应；

(4)反应结束后，冷却，经抽滤、洗涤、干燥即得目标产物；

其中，所述聚合物材料、二氧化钛前驱体与溶剂的质量比为1:0.2-4:50-200。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为水或水和低分子醇的混合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低分子醇为C₁-C₆的醇。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述低分子醇为甲醇、乙醇或丙醇。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述加入的方式为逐滴加入。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述反应的温度为50-120℃，反应的时间为2-12h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥为室温自然干燥或在温度为30-50℃下干燥。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥为室温自然干燥或在温度为35-50℃下干燥。

9.一种二氧化钛纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)由二氧化钛前驱体制备二氧化钛溶胶；

(2)将聚合物在步骤(1)所得的二氧化钛溶胶中浸渍-抽滤，得到预先涂覆二氧化钛的聚合物；

(3)将步骤(2)所得的预先涂覆二氧化钛的聚合物浸入二氧化钛前驱体的溶液中，恒温反应；

(4)反应结束后，冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥即得目标产物；

其中，步骤(3)所述的二氧化钛前驱体的溶液的组分包括二氧化钛前驱体、盐酸和水，三者的体积比为0.5-3:25:25。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中浸渍的时间为1min以上。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中浸渍的时间为3min-5min。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的二氧化钛前驱体的溶液的组分中，二氧化钛前驱体、盐酸和水三者的体积比为1:25:25。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的反应在反应釜中进行。

14.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为50～100℃，反应的时间为2～6h。

15.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥为室温自然干燥或在温度为30-50℃下干燥。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥为室温自然干燥或在温度为35-50℃下干燥。

17.一种二氧化钛纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)由二氧化钛前驱体制备二氧化钛溶胶；

(2)将聚合物在步骤(1)所得的二氧化钛溶胶中浸渍-抽滤，得到预先涂覆二氧化钛的聚合物；

(3)将步骤(2)所得的预先涂覆二氧化钛的聚合物先在60-80℃下预热5min以上，然后在85-95℃下干燥2min以上，再于水浴中煮沸2-4h；

(4)反应结束后，冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥即得目标产物。

18.一种权利要求1-17任一项所述方法制得的二氧化钛纳米复合材料，其特征在于，由1-20wt％的二氧化钛纳米颗粒和80-99wt％的聚合物材料组成，纳米颗粒以Ti-O-C共价键或静电吸附的相互作用固定在聚合物材料表面；所述聚合物材料的形貌为纤维状或颗粒状。

19.一种权利要求18所述的二氧化钛纳米复合材料的用途，其特征在于，将其用于重金属吸附。