[发明专利]一步水解法在纸上制备纳米二氧化钛

说明书

本发明公开了一种通过一步水解法在纸上制备纳米二氧化钛的方法。本方法具有原位生长、反应条件温和、操作简单、成本低、有利于大量生产等特点，且纳米颗粒结构具有大的表面积，从而具有大的化学和催化活性。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备领域，更具体的说是一种基于原位水解法制备二氧化钛纳米颗粒的方法。

背景技术

二氧化钛是一种n型半导体，具有3.2 eV的禁带宽度，已经被广泛应用于生物传感器、太阳能电池、光降解催化剂等方面。水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等都是常用制备纳米二氧化钛的方法。这些方法依赖于强酸环境或高温，不利于大量生产，限制了二氧化钛的实际应用。

近年来，色谱纸由于其成本低廉、可折叠和便于携带等优点受到广泛关注。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种在纸上通过一步水解法制备二氧化钛纳米颗粒的方法。一种纸上生长二氧化钛纳米颗粒的方法，主要包括溶液的配制-水解合成-洗涤干燥步骤，具体制备方案如下：

（1）溶液的配制；

（2）水解合成；

（3）洗涤干燥。

本发明所述基底为色谱纸。

本发明所述的溶液配制过程如下：依次称取0.15-0.20 g硼酸和0.6-0.8 g氟钛酸铵置于50-70 mL蒸馏水中，超声处理10-30 min使样品溶解。

本发明所述水解合成过程如下：将色谱纸放入上述溶液中，室温下放置30-48 h，反应完毕后将色谱纸取出。

本发明所述的洗涤干燥步骤过程如下：用蒸馏水冲洗色谱纸3-5次，室温下晾干即可。

本发明的有益效果：

（1）该方法以色谱纸为基底，成本低廉，便于携带；

（2）该方法以水为溶剂，具有价廉、环保的特点；

（3）该方法反应条件温和，不使用有毒试剂，降低了对能源消耗的需求，符合可持续发展的要求；

（4）该方法操作简单，步骤简便，不需要额外的仪器和设备，为二氧化钛纳米材料的大量制备提供了一个新思路。

附图说明

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明纳米二氧化钛的低倍扫描电子显微镜图。

图2为本发明纳米二氧化钛的高倍扫描电子显微镜图。

具体实施方式

为了进一步说明在纸上合成二氧化钛纳米颗粒的方法，本实施例按照本发明技术方案进行实施，给出具体的实施方式：

（1）溶液的配制：首先，依次称取0.17 g硼酸和0.74 g氟钛酸铵置于50 mL蒸馏水中，超声处理15 min使样品溶解；

（2）水解合成：将色谱纸放入上述溶液中，室温下放置35 h，反应完毕后将色谱纸取出；

（3）洗涤干燥：用蒸馏水冲洗色谱纸5次，室温下晾干；

将得到的样品进行电子显微分析，结果参照附图。

扫描电子显微分析：用QUANTA FEG 250热场发射扫描电子显微镜观察二氧化钛的形貌。从图1可以看二氧化钛生长在色谱纸的纤维表面。图2为图1的局部放大，可以看出合成的纳米二氧化钛为颗粒状，且粒度均匀。