[发明专利]单分散空心结构蓝色TiO2材料及制备方法

权利要求书

1.单分散空心结构蓝色TiO₂材料，其特征在于，所述材料在可见光下呈蓝色，TiO₂空心球的壳层厚度为25~15 nm，内部直径为200~230 nm； TiO₂空心球的尺寸分布均一，呈单分散性；在所述的TiO₂空心球的壳层上分布碳材料。

2.如权利要求1所述的单分散空心结构蓝色TiO₂材料的制备方法，其特征在于，以正硅酸四乙酯为前驱体，氨水为催化剂合成SiO₂球模板，再在SiO₂模板球外表面包覆TiO₂壳层，通过惰性气氛中高温处理以及氢氧化钠溶液刻蚀移除SiO₂模板即可得到由于空心结构米氏散射共振现象引起的蓝色TiO₂材料，具体包括以下步骤：

步骤1、正硅酸四乙酯与无水乙醇和去离子水混合搅拌均匀；

步骤2、向步骤1中加入一定量浓氨水，搅拌、离心洗涤、分离，其中，浓氨水与正硅酸四乙酯的体积比为0.73:1~0.79:1；

步骤3、将步骤2中得到的SiO₂分散在适量的无水乙醇中备用；

步骤4、向步骤3中的SiO₂悬浮液加入一定体积的乙腈和适量的羟丙基纤维素，搅拌溶解均匀，其中，乙腈与正硅酸四乙酯的体积比为7:1~9:1；

步骤5、配制钛酸丁酯与乙醇和乙腈的混合溶液，并将其缓慢加入到步骤4体系中，搅拌后离心洗涤、室温干燥；

步骤6、将步骤5干燥后的样品置于惰性气氛中高温热处理，自然冷却；

步骤7、将步骤6热处理后的样品分散在一定浓度的氢氧化钠溶液中，90±5 ^oC下回流3.5~4.5小时除去SiO₂模板，离心洗涤、干燥后即得到空心结构蓝色TiO₂。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的乙醇与正硅酸四乙酯的体积比为20:1~30:1。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，去离子水与正硅酸四乙酯的体积比为4:1~6:1。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的浓氨水的质量浓度为26%~28%。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，羟丙基纤维素的质量与正硅酸四乙酯的体积之比为50 mg : 1 mL~60 mg : 1 mL。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述的钛酸丁酯与乙醇及乙腈的体积比为1:3:1。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，钛酸丁酯与步骤1中所述的正硅酸四乙酯的体积比为1:1~1.4:1。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6中，所述的惰性气氛为氮气或氩气。

10.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6中，热处理温度为400~700 ^oC；高温热处理为1.5~2.5小时。

11.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤7中，所述的氢氧化钠浓度为0.1~1mol/L。