[发明专利]一种纳米二氧化钛的制备方法、纳米二氧化钛及应用

权利要求书

1.一种纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）微晶合成：将钛源与碱源混合后升温晶化，制备纳米二氧化钛前驱体微晶；

2）乳化：将制得的微晶用溶剂稀释，并加入乳化剂进行乳化；所述乳化剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺、硬脂醇中的一种或几种；所述乳化剂的添加量为钛源质量的0.5-4%；

3）碳化：将乳化后的浆料干燥后收集微晶粉体，然后在惰性气体保护下焙烧，制得表面碳化的纳米二氧化钛；所述焙烧温度为300-800℃，时间为1-12h；

4）酸处理：将步骤3）中的纳米二氧化钛浸于酸液中，使碳表面形成利于表面处理剂均匀吸附的活性官能团；所述酸液为硝酸、硫酸和磷酸溶液中的一种或几种；

5）表面包覆：向步骤4）溶液中添加表面处理剂进行表面包覆，调pH至4-9后陈化，过滤、干燥、粉碎，得到纳米二氧化钛粉体；所述表面处理剂为偏铝酸钠、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硅酸钠、硅酸钾、硬脂酸钠、月桂酸钠、聚二甲基硅氧烷和三乙氧基辛基硅烷中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述钛源为四氯化钛、硫酸氧钛中的一种或两种；所述碱源为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸氢钠中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述钛源为四氯化钛。

4.根据权利要求2所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述碱源为氢氧化钠。

5.根据权利要求2所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述钛源与碱源的摩尔比为0.5-5；

所述晶化温度为60-140℃，晶化时间0.5-24 h。

6.根据权利要求5所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述钛源与碱源的摩尔比为1-4。

7. 根据权利要求5所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述晶化温度为70-100℃，晶化时间0.5-2 h。

8.根据权利要求5所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述微晶合成过程添加有溶剂；所述溶剂为水。

9.根据权利要求8所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述微晶合成过程中，溶剂为去离子水。

10.根据权利要求5所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中微晶溶液的稀释方式为将步骤1）制得的微晶过滤、洗涤后置于溶剂中，或者直接将步骤1）制得的微晶溶液用溶剂稀释；所述溶剂为水。

11.根据权利要求10所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中微晶溶液的稀释采用去离子水。

12.根据权利要求1或5-9任一项所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述乳化使用的设备为均质机、三级乳化泵、球磨机、砂磨机和超声分散机中的一种或几种。

13.根据权利要求12所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述乳化使用的设备为均质机或三级乳化泵。

14.根据权利要求1或5-9任一项所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中浆料的干燥方式为喷雾干燥。

15.根据权利要求14所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氩气和氮气中的一种或几种。

16. 根据权利要求14所述的纳米二氧化钛的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为400-600℃，时间为3-6 h。