[发明专利]一种纳米二氧化钛的制备方法

说明书

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种纳米二氧化钛的制备方法，步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，然后加入分散剂超声分散至完全溶解，得到钛酸正丁酯分散醇液；步骤2，将高分子表面活性剂加入至蒸馏水中，搅拌均匀至完全溶解，得到滴加液；步骤3，将滴加液缓慢滴加至钛酸正丁酯醇液中，密封微热搅拌1‑3h，得到悬浊液；步骤4，将悬浊液放入反应釜中减压蒸馏反应1‑3h，冷却后低温过滤得到颗包裹型二氧化钛沉淀；步骤5，将包裹型二氧化钛沉淀加入乙醇水溶液中超声反应10‑20min，然后取出高温烘干，得到纳米二氧化钛。本发明经过钛酸正丁酯水解，并且利用聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠的双重作用，能够形成良好的分散体系，防止二氧化钛的团聚。

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种纳米二氧化钛的制备方法。

背景技术

作为半导体光催化剂之一的TiO₂光催化材料是目前研究最多的一种新型环境友好材料，光催化剂的性质是光催化氧化过程中的关键因素。TiO₂的晶型、晶粒大小和粒径、表面态等因素对其光催化性能都有较大影响。表面积大的纳米粒子由于其表面效应和体积效应，决定了它具有很好的催化活性和选择性。纳米TiO₂由于其量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立能级，能隙变宽，导带电位变的更负，而价带电位变的更正，这意味着其具有更强的氧化和还原能力；又因为纳米粒子的粒径小，光生载流子比粗颗粒更加容易从粒子内部迁移到表面，明显减小了电子与空穴的复合几率，也有利于提高光催化性能。因此，制备比表面积大、粒径小的TiO₂已成为光催化领域研究的焦点。

随着人们生活水平的提高，环境材料受到人们更多的关注，二氧化钛光催化剂具有氧化活性高、催化性能强、活性稳定、抗湿性好和杀菌能力强等优异性能，在废水降解、消除有害气体、杀菌和净化空气等方面得到了广泛的应用。然而现有的二氧化钛粉的制备方法，如传统的固相反应及烧结法和现代的化学气相沉积法、物理气相沉积法、化学气相渗透法、溶胶—凝胶法等，这些方法存在工艺复杂、成本高的缺点，所得到的往往是混合晶型且粒度不均，因为金红石型二氧化钛和无定型二氧化钛的光催化降解活性很差。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种纳米二氧化钛的制备方法，经过钛酸正丁酯水解，并且利用聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠的双重作用，能够形成良好的分散体系，防止二氧化钛的团聚。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，然后加入分散剂超声分散至完全溶解，得到钛酸正丁酯分散醇液；

步骤2，将高分子表面活性剂加入至蒸馏水中，搅拌均匀至完全溶解，得到滴加液；

步骤3，将滴加液缓慢滴加至钛酸正丁酯醇液中，密封微热搅拌1-3h，得到悬浊液；

步骤4，将悬浊液放入反应釜中减压蒸馏反应1-3h，冷却后低温过滤得到颗包裹型二氧化钛沉淀；

步骤5，将包裹型二氧化钛沉淀加入乙醇水溶液中超声反应10-20min，然后取出高温烘干，得到纳米二氧化钛。

所述步骤1中钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为20-40g/L。

所述步骤1中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，所述分散剂的加入量是钛酸正丁酯质量的30-40％，所述超声分散的超声频率为5-15kHz，温度为50-60℃。

所述步骤2中的高分子表面活性剂在蒸馏水中的浓度为90-150g/L，所述高分子表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，所述搅拌均匀的搅拌速度为2000-3000r/min。