[发明专利]一种[111]-晶面暴露的锐钛矿型TiO2

权利要求书

1.一种[111]-晶面暴露的锐钛矿型TiO₂纳米晶的制备方法，其特征在于：以层状钛酸盐化合物为前驱体，加入形貌控制剂，利用水热法合成[111]-晶面暴露的长方体状锐钛矿型TiO₂纳米晶；

所述形貌控制剂为氢氟酸和氨水，或者为氟化铵；

所述的[111]-晶面暴露的锐钛矿型TiO₂纳米晶的制备方法，包括以下步骤：

a. 层状钛酸盐的制备：按照K₂CO₃、TiO₂、Li₂CO₃物质的量之比为 (0.40~0.43):1.73:(0.13~0.17)，称量K₂CO₃、TiO₂和Li₂CO₃放置到玛瑙研钵中，混匀后，再置于行星球磨机球磨1~ 6 h，然后将其转移到刚玉坩埚中，放入马弗炉中于800~1200 °C加热12~48 h，升温速率为2~10 °C/min，制得层状纤铁矿型钛酸锂钾K_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄；

b. 层状钛酸盐的质子化：将煅烧后的钛酸锂钾捣碎研磨成粉末状后，称量5.0~30.0 gK_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄样品，加入盛有500~3000 mLHNO₃溶液的大烧杯中，室温下磁力搅拌2~5天；为使K_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄完全转化为H_1.07Ti_1.73O₄，每天需要倒掉原来的溶液，重新添加500~3000 mL新的HNO₃溶液；经过2~5次质子交换反应后，用循环水式多用真空泵进行抽滤，并用大量蒸馏水清洗，直到滤液呈中性为止；最后将滤纸上的固体取出来，放到玻璃表面皿上，放置在室温下进行干燥；获得质子化的钛酸锂钾，即钛酸H_1.07Ti_1.73O₄；

c. [111]-晶面暴露的锐钛型TiO₂纳米晶的合成：称取步骤b制得的0.2~1.0gH_1.07Ti_1.73O₄的样品，放置在反应釜中，向其中加入30~50 mL水、1~5 mL双氧水和形貌控制剂，磁力搅拌均匀后，置于温度为130℃~180℃的恒温鼓风干燥箱中，水热反应12~48 h，冷却至室温后取出，将所得产物进行洗涤、干燥，制备出[111]-晶面暴露的长方体状锐钛矿型TiO₂。

2.根据权利要求1所述的[111]-晶面暴露的锐钛矿型TiO₂纳米晶的制备方法，其特征在于：所述 HNO₃溶液的浓度为0.1~2.0 mol/L；

所述形貌控制剂为1~5 mL氨水、0.5~2.0 mL HF；或是0.5 g~2.0 g氟化铵。