[发明专利]一种具有特殊空心结构的TiO2

说明书

本发明公开了一种具有特殊空心结构的TiO₂微米球的制备方法，将钛源和有机溶剂混合均匀，在180‑220℃下溶剂热反应10‑15h，得到具有特殊空心结构的TiO₂微米球；所述有机溶剂由乙酰丙酮和乙醚按体积比1：(1.5‑4)组成。本发明的方法具有反应条件温和、工艺简单，可控性强、产率高且重现性好的优点，而且操作简单，无模板，无后处理，可以在较低的温度条件下，快速大量合成具有特殊空心结构的TiO₂空心结构微米球，合成的TiO₂微米球在太阳电池、锂离子电池、光催化等领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及无机纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种具有特殊空心结构的TiO₂微米球的制备方法。

背景技术

空心微球材料是一类内部具有空心结构的微纳米材料，与实心纳米颗粒相比，具有介孔结构、比表面积大、比重低、光散射效应等特点，在催化、生物医药、颜料、光子晶体、超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、气体传感器、污水处理、光电探测器等领域有重要的应用前景。例如中空结构的纳米催化剂可以有效增加在催化反应中的活性位点；通过改变纳米介孔空心结构的组分、形貌、尺寸、壳壁厚度、孔隙率、孔的位置和孔内壁的特点等因素可以实现对光、热、电、磁和催化剂等物化性能的调节。将难溶的功能活性成分负载在介孔空心的微/纳米结构孔隙中，可以提高难溶物质的溶解度；将空心微/纳米结构作为“纳米反应器”，利用量子限域效应和特殊的反应微环境能够得到特殊的反应结果。因此，具有介孔空心结构的纳米粒子为纳米材料的功能化提供了广阔的空间。

目前空心微球的合成方法主要包括硬模板法、软模板法、以及一些基于柯肯达尔效应、电位置换反应、及奥斯特瓦尔德熟化的合成方法。模板法是制备微米级/纳米级无机空心微球最有效且最通用的方法，众多研究者采用模板法制备空心微球，制备出的空心微球颗粒度分布均匀、空心大小统一、机理简单，但模板剂的加入会不可避免地引入杂质相，成本高、污染环境且后续除去过程对微球结构有一定的破坏。因此，发展简便有效的合成方法合成结构复杂、稳定和性能更优异的空心微球是该领域的研究重点。

水热/溶剂热合成技术具有反应条件温和、操作简便、产品结晶性好的优点，因此可以有效利用软化学方法来合成TiO₂空心结构微纳米材料。此外，微球内部空心结构的形貌特点也对微球的性能具有很大的影响。因此，开发具有特殊内部空心结构的TiO₂微米球，对TiO₂空心结构微纳米材料的功能化具有重要的潜在意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有特殊空心结构的TiO₂微米球的制备方法。

本发明提出的一种具有特殊空心结构的TiO₂微米球的制备方法，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180-220℃下溶剂热反应10-15h，得到具有特殊空心结构的TiO₂微米球；所述有机溶剂由乙酰丙酮和乙醚按体积比1：(1.5-4)组成。

优选地，所述钛源为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯或其组合。

优选地，所述钛源和有机溶剂的体积比为1：(20-30)。

一种具有特殊空心结构的TiO₂微米球，由所述的制备方法制得。

优选地，所述TiO₂微米球的直径为1-3μm。

优选地，所述TiO₂微米球由直径为10-50nm的纳米颗粒组成。

本发明的有益效果如下：