[发明专利]一种原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球的制备方法及其用途

摘要

本发明提供了一种原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球的制备方法及其用途，制备方法包括：步骤1、制备单分散性的阳离子亚微米聚苯乙烯核壳结构微球；步骤2、制备功能性的CPS/SiO₂核壳结构微球；步骤3、制备CPS/SiO₂/CPS微球；步骤4、制备CPS/SiO₂/CPS/TiO₂前驱体；步骤5、制备原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球。本发明通过控制两层阳离子模板的单分散性、TEOS和TBT沉降以及催化水解速度，实现在阳离子模板表面的均匀自组装，制备出高度单分散性原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球。

主权项

1.一种原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、制备单分散性的阳离子亚微米聚苯乙烯微球CPS；步骤2、制备功能性的CPS/SiO2核壳结构微球：将步骤1制备的CPS分散于乙醇中，控制体系的温度在50℃，加入氨水，在机械搅拌下缓慢加入四乙氧基硅烷进行反应，在惰性气体保护下加入烯丙基三乙氧基硅烷进行反应，冷却至室温，离心分离、洗涤、干燥，得到单分散性的阳离子亚微米聚苯乙烯/二氧化硅核壳结构微球，记为CPS/SiO2；步骤3、制备CPS/SiO2/CPS微球：将步骤2制备的CPS/SiO2分散于乙醇中，在惰性气体保护与机械搅拌下，反应升温至50℃，再加入苯乙烯单体与偶氮二异丁腈，升温至70℃，进行反应；然后滴加阳离子苄乙烯基三甲基氯化铵/去离子水混合液，再恒温持续反应，反应完毕，冷却至室温，离心分离、洗涤、干燥，得到产物，记为CPS/SiO2/CPS微球；步骤4、制备CPS/SiO2/CPS/TiO2前驱体：将步骤3制备的CPS/SiO2/CPS分散于乙醇中，在冰水浴以及机械搅拌下，将钛酸正四丁酯乙醇溶液缓慢滴加到反应体系，沉降反应一段时间后，再缓慢滴加去离子水/乙醇混合液进行水解反应；反应结束后，将样品进行离心，用去离子水和乙醇交替洗涤，干燥，得到产物，记为CPS/SiO2/CPS/TiO2前驱体；步骤5、制备原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球SiO2/C-TiO2：将制备的CPS/SiO2/CPS/TiO2前驱体置于箱式电阻炉中，进行分段升温煅烧，煅烧完毕后，得到原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球，记为SiO2/C-TiO2。