[发明专利]一种晶型可控TiO2

说明书

本发明公开了一种晶型可控TiOsubgt;2/subgt;光催化材料的制备方法，属于纳米材料以及光催化材料制备领域，步骤如下：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于无水乙醇形成溶液A，将钛酸四丁酯(TBT)溶解于无水乙醇和冰乙酸的混合液形成溶液B；将溶液A和溶液B混合，搅拌均匀得到黄色透明溶液；将该黄色透明溶液注入便携式静电纺丝仪中；将所得产物置于干燥箱中干燥处理；将干燥后的产物在管式炉中进行煅烧处理，得到TiOsubgt;2/subgt;纳米纤维薄膜光催化剂。本发明采用的合成方法流程简单，操作简便，无二次污染。合成的光催化材料具有定向排列，超长连续等特点。

技术领域

本发明属于无机材料光催化技术领域，特别涉及一种晶型可控TiO₂光催化材料的制备方法。

背景技术

由于有机染料对自然环境和人类健康潜在威胁，它已经成为一个严重的问题。比如，亚甲基蓝(MB)是一种具有复杂芳香结构且难以分解的染料。近年来，通过基于半导体的光催化方法去除有机染料引起了广泛的关注。

在各种半导体材料中，TiO₂因其高的光催化活性，具有物化性质和光化学性能稳定，环保和低成本而被认为是最有前途的材料。但TiO₂因其催化活性不高影响在实际应用中的利用率。根据前人的结果，TiO₂光催化活性的降低的原因主要是由于TiO₂光催化剂与有机染料无法充分接触。

当前TiO₂制备的方式主要有水热法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、静电纺丝法。传统的水热法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法制备出的纳米二氧化钛不仅耗时耗能，而且在实际应用中纳米二氧化钛易于团聚，大大降低了其催化效率。静电纺丝法制备出比表面积大、纤维状且超长连续的TiO₂纳米材料，可以有效地解决传统方法制备出的二氧化钛使用过程易团聚问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶型可控TiO₂光催化材料的制备方法，通过简单的静电纺丝法同时控制前驱体溶液钛酸四丁酯(TBT)的添加量制备具有特殊排列形貌且晶型可控的新型TiO₂光催化材料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种晶型可控TiO₂光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)，将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于无水乙醇形成溶液A，将钛酸四丁酯(TBT)溶解于无水乙醇和冰乙酸的混合液形成溶液B；

步骤2)，将溶液A和溶液B混合，搅拌均匀得到黄色透明溶液；

步骤3)，将所述黄色透明溶液注入便携式静电纺丝仪中；

步骤4)，将步骤3)所得产物置于干燥箱中干燥处理；

步骤5)，将干燥后的产物在管式炉中进行煅烧处理，得到TiO₂纳米纤维薄膜光催化剂。

所述步骤1)中，溶液A以15mL无水乙醇为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量为1.35±0.5g，溶液B以10mL无水乙醇和5mL冰乙酸的混合液为溶剂，钛酸四丁酯(TBT)的体积分别为5mL、7mL、9mL。其中，钛酸四丁酯(TBT)为前驱体，当其用量为5mL时，制备得到金红石型TiO₂；当其用量为7mL和9mL时，制备得到锐钛矿型TiO₂，且用量为7mL时得到的锐钛矿型TiO₂的粒径大于用量为9mL时得到的锐钛矿型TiO₂的粒径。

所述步骤3)中，设置便携式静电纺丝仪(博纳)的输入电压为3V，固化距离为8cm，进行静电纺丝，在铝箔上收集得到PVP/TiO₂纳米纤维薄膜。