[发明专利]一种纳米级二氧化钛粉末其制备方法

说明书

本发明公开了一种TiO₂的制备方法。通过溶胶‑凝胶法，以钛醇盐为原料，无水乙醇为有机溶剂，使钛醇盐在溶剂中溶解均匀后与水发生水解反应，同时发生失水和失醇的缩聚反应，反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成溶胶，陈化一段时间后，溶剂蒸发，溶胶转化成凝胶，经过干燥，湿凝胶去除剩余的有机溶剂、有机基团和水分后又转化为干凝胶，最后经煅烧、研磨得到纳米级TiO₂粉末。该方法工艺简单，产品纯度高，反应易于控制。

技术领域

本发明涉及一种纳米级 TiO₂ 粉末的制备方法。

背景技术

由于科技的进步，社会的发展，人们的生活水平不断提高，对生活质量的要求也越来越高。与此同时，环境污染问题也随之出现。地球上的生态平衡系统一直遭受很大的破坏，可持续发展变为人类的最大需求，环境保护和治理也是我们首先要解决的问题。当今社会，在生态环境保护的各种材料中，纳米半导体光催化材料是环境保护的第一大材料。和其他的一些污染物处理方法相对比，纳米二氧化钛的化学性质更稳定。除此以外，该材料还有多种优势，例如不会造成二次污染，活性高，获得成本更低。

二氧化钛又称钛白，成本低，廉价易获得，性质稳定，是非常常见的半导体材料。二氧化钛有许多优良的功能，并且其他材料无法做到，例如白度遮盖力和着色力强，具有很强的分散性，经过试验验证在抗腐蚀性、光催化方面最突出的性能，因此二氧化钛被广泛应用在各个领域。二氧化钛与人类的生活休戚相关，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平较以前有很大的提高，二氧化钛材料走上舞台，引起了大家的关注。在大多数可利用的纳米材料中，纳米二氧化钛材料是应用最为广泛且光催化性能最好的材料，二氧化钛在光照后不发生光腐蚀，对生物无毒性，具有生物相容性，耐酸碱性好，更重要的是，纳米二氧化钛光催化材料具有极强的催化氧化能力，可以使污染物更好的分解而不造成任何污染，也就是说光催化处理之后不会进行第二次的环境污染，大幅度的减少了环境污染问题，从根本上解决环境污染的问题。因此，纳米二氧化钛光催化材料在治理环境污染问题上会有巨大的潜力的应用前景。从我国目前二氧化钛研发和使用情况，可以看出我国二氧化钛材料可以自主研发和制造。本发明涉及一种通过溶胶-凝胶法制备纳米级 TiO₂ 粉末的方法，为 TiO₂研发和制造提供了更多的可能。

发明内容

本发明以钛醇盐为原料，无水乙醇为有机溶剂，让钛醇盐在溶剂中溶解均匀后与水发生水解反应，同时发生失水和失醇的缩聚反应，反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成溶胶，陈化一段时间后，溶剂蒸发，溶胶转化成凝胶，经过干燥，湿凝胶去除剩余的有机溶剂、有机基团和水分后又转化为干凝胶，该方法操作简单，技术成熟。

本发明提供了一种纳米级 TiO₂ 粉末的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：配置钛酸四丁酯溶液A；步骤S2：配置冰醋酸、蒸馏水、乙醇混合溶液B；步骤S3：两种溶液混合加热得到凝胶，然后烘干研磨，热处理得到二氧化钛粉体。

进一步，所述的 TiO₂ 粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述步骤S1中，量取10mL钛酸四丁酯，缓慢滴入到35mL无水乙醇中，用磁力搅拌器强力搅拌10-30min，混合均匀，形成黄色澄清溶液A。

进一步，所述的 TiO₂ 粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，将4mL冰醋酸和10mL蒸馏水加到另35mL无水乙醇中，剧烈搅拌，得到溶液B，滴入1-2滴盐酸，调节pH使2≤pH≤3。