[发明专利]一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法

说明书

本发明涉及二氧化钛制备技术领域，更具体涉及到一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法。包括以下步骤：(1)钛源和溶剂混合，并加入浓盐酸，搅拌，得到透明液体；(2)将掺杂助剂加入步骤(1)所述透明液体，搅拌，并转移到反应釜中反应，得到二氧化钛浓缩液。本发明提供一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法，制备得到的二氧化钛在水中具有高的分散性，且可在可见光下激发，发生光催化反应，可用于污水处理、大气净化和自清洁材料等多种方面，另外，通过控制本发明所述一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法的制备原料和制备条件，可防止二氧化钛长时间光催化带来的催化活性和在水中分散性下降的问题。

技术领域

本发明涉及二氧化钛制备技术领域，更具体地，本发明涉及一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法。

背景技术

随着房地产的快速发展和人类对室内装修的重视，室内装修建材中的甲醛、苯和氨等气态污染对人体健康的危害日趋严重，且随着工业的发展，水污染也日趋严重。现有的大气和水污染的净化方法中，以纳米二氧化钛为代表的光触媒技术是未来最有潜力的方法。

常见的合成纳米二氧化钛包括气相法、液相法和固相法。液相法由于其合成工艺相对简单，颗粒大小和成分易于调节，是最常用的合成方法，其中包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等。以上各类合成工艺可归纳为两大阶段。第一阶段为利用有机钛源或无机钛源通过水解、沉淀、溶胶-凝胶等方法获得二氧化钛非晶态物质，第二阶段通常为利用高温热处理(200-1000℃)，使二氧化钛发生晶化反应的晶化阶段，这一阶段结束后即获得二氧化钛晶体，但高温热处理容易导致二氧化钛粒径增加，比表面积下降，从而降低二氧化钛的光催化效率，且纳米二氧化钛在水中分散性差，容易发生团聚而沉淀出来，故需要增加二氧化钛在水中的分散性，这主要由二氧化钛的单分散性和亲水性共同决定。

晏秀妹在2011年发表了可溶性纳米二氧化钛及其复合物的制备与表征研究，创造了一种改良的溶剂热法，采用钛酸四正丁酯为钛源,聚乙二醇400(PEG400)作为反应溶剂，在温和条件下制备出PEG400包覆的水溶性纳米二氧化钛，在水中具有较好的分散性，但上述方法制备的水溶性纳米二氧化钛，其对可见光的响应并不理想，意味着在可见光条件下的光催化能力较差，且上述方法制备的水溶性纳米二氧化钛长期使用时，其光催化效率和在水中的分散性下降。

附图说明

图1是实施例10制备得到的二氧化钛分散在水中，形成0.1wt％分散液的图片。

图2是实施例10制备得到的二氧化钛的TEM图，其中，图2左和图2右是所述二氧化钛不同放大倍数的TEM图。

图3是实施例10制备得到的二氧化钛的XRD图。

图4是实施例10制备得到的二氧化钛根据马尔文粒度仪的测出的粒径分布图。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种高可见光响应水性高分散二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：

(1)钛源和溶剂混合，并加入浓盐酸，搅拌，得到透明液体；

(2)将掺杂助剂加入步骤(1)所述透明液体，搅拌，并转移到反应釜中反应，得到二氧化钛浓缩液。

作为本发明一种优选的技术方案，所述钛源、溶剂和浓盐酸的重量比为(1～2)：(1～2)：(0.2～0.3)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂选自聚乙二醇、小分子醇、脂肪酸、聚氧乙烯醚中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂包括聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量为200～600。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂还包括聚氧乙烯醚，所述聚乙二醇和聚氧乙烯醚的重量比为1：(0.05～0.1)。