[发明专利]一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法及应用

权利要求书

1.一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法，其特征是：制备方法是将一定量的钛源溶于环己醇中，得到均匀的溶液；将上述溶液转移至密闭的均相反应容器中，使钛源在环己醇溶剂中进行溶剂热反应；反应结束后快速冷却，再经分离、洗涤和干燥，最终获得纯度高、分散性好、{001}晶面暴露比高的多孔锐钛矿型二氧化钛纳米片；

所述钛源为六氟钛酸和钛酸四丁酯的混合物；溶液中钛的总摩尔浓度为0.01~0.5mol/L; 六氟钛酸与钛酸四丁酯的摩尔比为2:1~1:10；

{001}晶面的暴露比例达到95%～99%。

2.根据权利要求1所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法，其特征是：具体步骤包括：

步骤（1）、将一定量的钛源加入到环己醇中，搅拌溶解后得到乳白色溶液（1）；

步骤（2）、将乳白色溶液（1）转移至密闭、耐压的均相反应容器中进行反应；

步骤（3）、反应完成后，将产物取出进行分离、洗涤和干燥，获得白色的多孔二氧化钛纳米片。

3.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法，其特征是：步骤（2）中，所述反应时的温度为150~220°C；反应时间为30~200 min；均相反应容器的旋转速度为150~500 rpm。

4.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法，其特征是：步骤（3）中，所述分离方式为离心或抽滤；所用洗涤溶剂为去离子水、无水乙醇或丙酮；干燥的方式是自然晾干、冷冻干燥或真空干燥。

5.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法，其特征是：步骤（3）中，所得二氧化钛纳米片的长、宽范围为500~950 nm，厚度范围为5~20 nm；纳米片的分散性高、尺寸分布均匀且可控、具有多孔结构；孔径范围为1~20 nm；{001}晶面的暴露比例达到95%~99%。

6.一种基于权利要求1所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法得到的多孔二氧化钛纳米片的应用，其特征是：基于二氧化钛纳米片在光催化产氢或污染物降解的应用：基于多孔二氧化钛纳米片，制成二氧化钛/铂光催化剂；将该二氧化钛/铂光催化剂用作催化水分解产氢，获得优异的光催化产氢性能。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征是：将所得多孔二氧化钛纳米片负载铂制成二氧化钛/铂光催化剂，具体制备方法如下：

首先，按一定质量比分别称取二氧化钛纳米片和氯铂酸；

其次，将氯铂酸和二氧化钛纳米片加入到适量无水乙醇中，充分搅拌，得到溶液；

再次，将溶液置于光照下一段时间，随后洗涤并进行真空干燥；

最终，获得负载铂的多孔二氧化钛纳米片光催化剂。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征是：将所得二氧化钛/铂光催化剂应用于光催化制氢的方法：

步骤1、光催化产氢实验装置由一个50 mL玻璃管和橡胶塞密封制成，光源为350 W的氙灯；

步骤2、取1~10 mg 二氧化钛/铂光催化剂分散于甲醇/水混合液中，将该装置通氮气鼓泡30~60 min后密封；

步骤3、打开氙灯，将光催化产氢实验装置放置在距离光源15 cm的位置；

步骤4、反应时间为2.5 h；期间每隔30 min，取1 mL气体通过气相色谱仪的分子筛，进行产氢测试。