[发明专利]一种双晶相二氧化钛纳米片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)钛酸四丁酯经水解得到钛的羟基氧化物沉淀；

(2)将钛的羟基氧化物沉淀分散于水中，加入氢氧化钾后进行水热反应得到钛酸钾纤维；

(3)将步骤(2)制备的钛酸钾纤维分散于乙醇-水混合体系中，再加入氢氟酸，进行二次水热反应得到所述的双晶相二氧化钛纳米片。

2.根据权利要求1所述的双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述钛的羟基氧化物沉淀与水的质量体积比为0.016～0.03g/mL；

所述钛酸四丁酯与氢氧化钾的摩尔比为1：40～60；

所述水热反应的温度为180～220℃。

3.根据权利要求1所述的双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(3)中：

所述乙醇-水混合体系中，乙醇的体积分数为50～87.5％；

所述乙醇-水混合体系中，钛酸钾纤维的浓度为0.007～0.008g/mL；

所述二次水热反应的温度为180～220℃，时间为1～36h。

4.根据权利要求3所述的双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：

所述乙醇-水混合体系中，乙醇的体积分数为50～75％，所述二次水热反应时间为1～10h；

或者：

所述乙醇-水混合体系中，乙醇的体积分数为75～87.5％，所述二次水热反应时间为10～36h。

5.根据权利要求1所述的双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(3)中：

所述钛酸钾纤维与氢氟酸以Ti与F的物质的量之比为1：1～5进行投料。

6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的双晶相二氧化钛纳米片的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中，

所述钛的羟基氧化物沉淀与水的质量体积比为0.022g/mL；所述钛酸四丁酯与氢氧化钾的摩尔比为1：46.875；

步骤(3)中：

所述乙醇-水混合体系中，乙醇体积分数为87.5％；所述乙醇-水混合体系中，钛酸钾纤维的浓度为0.0075g/mL；

所述钛酸钾纤维与氢氟酸以Ti与F的物质的量之比为1：1.8进行投料；

所述水热反应在200℃下进行30h。

7.一种根据权利要求1～6任一权利要求所述的方法制备的双晶相二氧化钛纳米片，其特征在于，包括锐钛矿相二氧化钛与TiO₂-B相，所述锐钛矿相二氧化钛与TiO₂-B相均呈二维纳米片状。

8.根据权利要求7所述的双晶相二氧化钛纳米片，其特征在于，所述锐钛矿相二氧化钛的尺寸为100～200nm，厚度为10～20nm；

所述TiO₂-B相的尺寸为500～800nm，厚度为20～40nm。

9.根据权利要求7所述的双晶相二氧化钛纳米片，其特征在于，所述双晶相二氧化钛纳米片中，锐钛矿相二氧化钛的质量百分比为20～55％。