[发明专利]一种水热法合成中空棱形二氧化钛纳米材料的方法

说明书

本发明公开了一种水热法合成中空棱形二氧化钛纳米材料的方法，属于无机纳米功能材料的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：将0.2‑1.0mmol钛源溶于无水乙醇或甲醇中并搅拌混合均匀，再加入5mL氨水水解形成白色沉淀，然后将白色沉淀离心分离；将白色沉淀溶于60mL碳酸氢铵溶液中，再加入5‑10mL过氧化氢溶液，磁力搅拌至溶液透明澄清，再加入5‑10mL摩尔浓度为0.07mol/L的尿素溶液，然后将透明澄清溶液于150‑180℃水热反应6‑10h，自然冷却至室温并离心洗涤后干燥得到由二氧化钛纳米颗粒自组装而成的中空棱形二氧化钛纳米材料。本发明制得样品因其具有较大的比表面积及更多的活性位点，进而使其在光催化降解催化方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于无机纳米功能材料的合成技术领域，具体涉及一种水热法合成中空棱形二氧化钛纳米材料的方法。

背景技术

随着农业和工业的快速发展，环境污染日益严重，水体工业污染尤为严重，究其原因都是由于工业废水的不合格排放，另外农业生产过程中不合理使用而流失的农药、化肥和处置不当的农业畜禽粪便、恶臭气体以及不科学的水产养殖等也是主要的水体污染物，水体污染已成为我国环境工作迫在眉睫的重大问题之一。如何高效的治理水污染是保护环境的重中之重，已引起广大研究者的兴趣和关注。目前使用的废水处理方法或者无法降解这些化合物，或者应用成本高，这使其实施是不可行的。此外，这些化合物的物理化学和生物处理过程中会产生复杂的残留物，使其难以降解。中空结构的纳米材料因其更为精细复杂的形貌结构而具有更高的比表面积、更多的活性位点等优异性能，使其在催化、药载及能源储存方面表现尤为突出。二氧化钛纳米颗粒由于其本身的性质，价格低廉易得，对有机物有明显的降解效果，具有广阔的应用前景，并且棱形中空的二氧化钛纳米材料的制备方法至今也是鲜有报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种简便温和、经济且绿色低耗的水热法合成中空棱形二氧化钛纳米材料的方法，该中空棱形二氧化钛纳米材料的比表面积大、活性位点多且光降解性能优良。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种水热法合成中空棱形二氧化钛纳米材料的方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：将0.2-1.0mmol钛源溶于无水乙醇或甲醇中并搅拌混合均匀，再加入5mL氨水水解形成白色沉淀，然后将白色沉淀离心分离，其中钛源为四氧化钛、异丙醇钛或硫酸钛；

步骤S2：将步骤S1得到的白色沉淀溶于60mL碳酸氢铵溶液中，再加入5-10mL过氧化氢溶液，磁力搅拌至溶液透明澄清，再加入5-10mL摩尔浓度为0.07mol/L的尿素溶液，然后将透明澄清溶液于150-180℃水热反应6-10h，自然冷却至室温并离心洗涤后干燥得到由二氧化钛纳米颗粒自组装而成的中空棱形二氧化钛纳米材料。

优选的，所述碳酸氢铵溶液是由0.5-1.0mmol碳酸氢铵溶于60mL蒸馏水中制得的。

本发明为了使钛源螯合物在碱性条件下缓慢水解，加入碳酸氢铵溶液使其得以缓慢释放OH^-离子，使其在弱碱性条件下缓慢生成二氧化钛纳米离子。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明实验过程采用条件温和、简单、无毒且绿色低耗的方法制得中空棱形二氧化钛纳米材料；

2、本发明合成样品的形貌结构可控；

3、本发明制得样品因其具有较大的比表面积及更多的活性位点，进而使其在光催化降解催化方面具有很好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制得二氧化钛纳米材料的TEM图。

具体实施方式