CN100542969C - 一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 - Google Patents
一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100542969C CN100542969C CNB2006101349759A CN200610134975A CN100542969C CN 100542969 C CN100542969 C CN 100542969C CN B2006101349759 A CNB2006101349759 A CN B2006101349759A CN 200610134975 A CN200610134975 A CN 200610134975A CN 100542969 C CN100542969 C CN 100542969C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium oxide
- anatase octahedrite
- nano
- pyroprocessing
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 145
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 12
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 4
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 3
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 abstract description 11
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 abstract description 11
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及纳米材料的制备技术，具体是一种经高温(700℃以上)处理仍能保持小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛的制备方法，解决了难以在高温(700℃以上)处理后仍可获得具有小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相纳米晶氧化钛的问题。本发明首先利用水热反应过程原位制备碳/氧化钛复合材料，并经惰性气氛下高温处理碳/氧化钛复合材料后，去除碳中间体而获得经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒。本发明可实现大规模制备经高温(700℃-1500℃)处理，具有以锐钛矿相为主、小晶粒尺寸、大比表面积、高结晶度和低表面态分布等特点的纳米晶氧化钛。本发明所制备的纳米氧化钛颗粒有望用于敏化太阳能电池和光解水制氢气等光催化领域。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料的制备技术，具体是一种能够经高温(700℃以上)处理后仍能保持小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛的制备方法。
背景技术
如何有效地解决环境与能源问题已经成为人类生存和发展面临的两大挑战，为破解这两大难题科学工作者开展了广泛而富有成效的研究，其中光催化技术在利用太阳能光解水制氢气、水空气净化和染料敏化太阳能电池等方面具有巨大的潜力和应用前景，而在光催化技术中制备出高效半导体光催化剂是至关重要的环节。由于纳米氧化钛诸多优点(如高效、环境友好、无毒和低廉等)，其被认为是迄今为止用于光解水制氢气、水空气净化和敏化太阳能电池最有前途的光催化剂之一。氧化钛有锐钛矿、板钛矿和金红石三种晶体结构，其中锐钛矿和板钛矿为热力学亚稳相，金红石为热力学稳定相，前两种晶相在加热或机械研磨条件下均可发生相变转化为后者。通常仅锐钛矿相氧化钛具有较高的光催化活性，而金红石相和板钛矿相氧化钛只有较弱或更本没有催化活性。
对于用作光解水和敏化太阳能电池用纳米晶锐钛矿相氧化钛，除要求锐钛矿相氧化钛具有小晶粒尺寸和大比表面积外，高结晶度和低表面态分布对于提高光解水量子产率和敏化太阳能电池光电转化效率是极其重要的。高结晶度和低表面态分布在很大程度上取决于制备样品的焙烧温度，通常焙烧温度越高所制备氧化钛结晶度越高、表面态分布越少，但较高焙烧温度(通常高于600-700℃)会使锐钛矿相氧化钛转变为金红石相，同时伴随着由晶粒长大所产生比表面积急剧变小。所以通过高温处理来获得具有高结晶度和低表面态分布的氧化钛的方法必然伴随着相变、晶粒尺寸长大、比表面积严重降低等不利因素的产生。因此，目前制备适用于光解水和敏化太阳能电池的锐钛矿相纳米晶氧化钛的方法中，为了避免以上问题出现，焙烧温度通常低于600℃。但为了得到更加适合光解水和敏化太阳能池用氧化钛光催化剂，迫切需要发展一种能够经过高温(700℃以上)处理仍可稳定存在的具有小晶粒尺寸、大表面积、高结晶度和低表面态分布的锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛制备技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经高温(700℃以上)处理仍能保持小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛的制备方法，解决了难以在高温(700℃以上)下获得具有小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相纳米晶氧化钛的问题。
本发明的技术方案是：
一种能够经高温处理仍能保持小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛的制备方法，主要包括如下步骤：
1.将含钛前驱体溶于有机溶剂中，搅拌0.5-10h(较佳为3-6h)，形成分散均匀的溶液；随后将其滴加到溶有可溶性碳水化合物的酸化去离子水溶液(pH＝0.5-6)中，搅拌2-72h(较佳为6-12h)；搅拌后形成均匀的乳浊液，所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在60-300℃之间(较佳为90-180℃)，保温时间在5-48h(较佳为9-24h)；冷却至室温后取出所得产物在80-120℃下干燥。
含钛的前驱体至少为钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、四氯化钛等中的一种。
有机溶剂至少为乙二醇、乙醇、甲醇、异丙醇、四丁醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯等的一种，其加入量与含钛的前驱体之间体积比例是(1-100)：1，较佳比例为(5-20)：1。
所用酸化剂至少为醋酸、硝酸、盐酸和硫酸中的一种，加入去离子水中，使pH值为0.5-6，去离子水的酸化可有效缓解含钛前驱体的水解，酸化的去离子水溶液加入量与含钛的前驱体之间体积比例是(1-200)：1，较佳比例为(10-50)：1。
碳水化合物至少为蔗糖、可溶性淀粉、葡萄糖、果糖、可溶性纤维素中一种或几种，碳水化合物与酸化去离子水质量比为1：(0.05-50)，较佳比例为1：(0.1-20)。
2.将步骤1中干燥后所得产物在保护性气氛中700-1500℃下保温1-48h(较佳为3-8h)，冷却至室温得到碳/氧化钛复合材料。
所用保护性气氛至少为氮气、氩气或氦气中的一种。
3.将步骤2中所得碳/氧化钛复合材料在空气或氧气气氛中400-1000℃下保温1-10h(较佳为3-6h)，除去其中碳中间体，最终得到小晶粒尺寸、大比表面积、锐钛矿相纳米晶氧化钛。
本发明最终获得经高温处理仍能保持以锐钛矿相为主(重量含量在70-100％)的纳米晶氧化钛，所获得氧化钛具有小晶粒尺寸(5-50nm)、大比表面积(50-150m2g-1)、高结晶度和低表面态分布。
本发明的优点是：
1.本发明首先利用水热反应过程原位制备碳/氧化钛复合材料，然后在惰性气氛下高温处理碳/氧化钛复合材料，最后去除碳而获得经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒，可实现大规模制备经高温(700℃-1500℃)处理仍能保持以锐钛矿相为主，同时具有小晶粒尺寸、大比表面积、高结晶度和低表面态分布等特点的纳米晶氧化钛。
2.本发明具有所用原料低廉、制备过程简单、可重复性好等特点。
3.本发明是可调节晶粒尺寸、比表面积、锐钛矿相与金红石相两相比例的制备方法，能够有效避免高温处理所带来的晶粒尺寸增大、比表面积减小和锐钛矿到金红石转变等不利因素，得到纳米晶氧化钛用于光解水具有高量子产率的和用于敏化太阳能电池具有高光电转化效率。
4.本发明所制备的纳米氧化钛颗粒有望用于敏化太阳能电池和光解水制氢气等光催化领域。
附图说明
图1所获得样品的XRD图谱。其中，(A)为实施例1中所得氧化钛的XRD图谱；(B)为实施例2中所得氧化钛的XRD图谱；(C)为实施例3中XRD图谱。其中A：anatase锐钛矿相R:Rutile金红石相。
图2实施例1中所制备样品的TEM照片。
图3实施例2中所制备样品的TEM照片。
图4实施例3中所制备样品的TEM照片。
图5比较例中所制备氧化钛的XRD图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以说明：
实施例1
10ml四氯化钛溶于50ml乙醇中，搅拌3h后形成分散均匀的溶液；将其滴加到180ml溶有60g蔗糖(分子式C12H22O11，分子量342)的经硝酸酸化去离子水溶液(pH＝2)中，搅拌11h；搅拌后形成均匀的乳浊液，所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在190℃，保温时间在18h；冷却至室温后取出所得产物在100℃下干燥。将干燥产物在氮气气氛下700℃保温处理6h(升温速率为5℃/min)，冷却至室温得到黑色碳/氧化钛复合材料。将碳/氧化钛复合材料在空气气氛中800℃保温处理4h(升温速率为5℃/min)，除去其中碳中间体，冷却至室温得到纯的氧化钛。所获得氧化钛为锐钛矿相，见图1中(A)，晶粒尺寸为20nm，比表面积为95m2g-1。图2给出了氧化钛TEM照片，清晰完整的晶格条纹表明氧化钛具有高结晶度。将该纳米晶氧化钛用于光解水获得在外光下达7％的量子产率。
实施例2
8ml钛酸四丁酯溶于35ml四丁醇中，搅拌5h后形成分散均匀的溶液；随后将其滴加到100ml溶有40g可溶性淀粉的经醋酸酸化去离子水溶液(pH＝5)中，搅拌8h；搅拌后形成均匀的乳浊液，所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在130℃，保温时间在12h；冷却至室温后取出所得产物在100℃下干燥。将干燥产物在氩气气氛下1100℃保温处理5h(升温速率为5℃/min)，冷却至室温得到黑色碳/氧化钛复合材料。将碳/氧化钛复合材料在空气气氛中600℃保温处理6h(升温速率为5℃/min)，除去其中碳中间体，冷却至室温得到纯的氧化钛。所获得氧化钛为锐钛矿相和金红石相的混合相，见图1中(B)，其中锐钛矿相和金红石相氧化钛晶粒尺寸分别为17nm和19nm，其中锐钛矿相氧化钛重量占90％，比表面积为110m2g-1。图3给出了氧化钛TEM照片，清晰完整的晶格条纹表明氧化钛具有高结晶度。将该氧化钛用于敏化太阳能电池，获得了6％的光电转化效率，并且具有优异的稳定性。
实施例3
28ml钛酸异丙酯溶于100ml异丙醇中，搅拌6h后形成分散均匀的溶液；随后将其滴加到200ml溶有60g可溶性淀粉的经硫酸酸化去离子水溶液(pH＝2)中，搅拌10h；搅拌后形成均匀的乳浊液，所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在250℃，保温时间在9h；冷却至室温后取出所得产物在100℃下干燥。将干燥产物在氦气气氛下1500℃保温处理5h(升温速率为5℃/min)，冷却至室温得到黑色碳/氧化钛复合材料。将碳/氧化钛复合材料在空气气氛中1000℃保温处理6h(升温速率为5℃/min)，除去其中碳中间体，冷却至室温得到纯的氧化钛。所获得氧化钛为锐钛矿相和金红石相的混合相，见图1中(C)，其中锐钛矿相和金红石相氧化钛晶粒尺寸分别为15nm和16nm，其中锐钛矿相氧化钛重量占85％，比表面积为140m2g-1。图4给出了氧化钛TEM照片，清晰完整的晶格条纹表明氧化钛具有高结晶度。将该氧化钛用于敏化太阳能电池，获得了7.2％的光电转化效率，并且具有优异的稳定性。
比较例
10ml四氯化钛溶于50ml乙醇中，搅拌3h后形成分散均匀的溶液；随后将其滴加到180ml经硝酸酸化去离子水溶液(pH＝2)中，搅拌11h；搅拌后形成均匀的乳浊液，所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在190℃，保温时间在18h；冷却至室温后取出所得产物在100℃下干燥。将干燥产物在氮气气氛下700℃保温处理6h(升温速率为5℃/min)，冷却至室温得到白色氧化钛。将所得氧化钛在空气气氛中700℃保温处理4h(升温速率为5℃/min)，冷却至室温得到产物氧化钛。所获得氧化钛为单一的金红石相(见图5)，晶粒尺寸大于100nm，比表面积小于1m2g-1。
Claims (3)
1、一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含钛前驱体溶于有机溶剂中，有机溶剂加入量与含钛的前驱体之间体积比例是(1-100)：1，搅拌后形成分散均匀的溶液；随后将其滴加到溶有可溶性碳水化合物的酸化去离子水溶液中，碳水化合物与酸化去离子水质量比为1：(0.05-50)，酸化的去离子水溶液加入量与含钛的前驱体之间体积比例是(1-200)：1，搅拌后形成均匀的乳浊液；所得乳浊液在反应釜中加热处理，加热温度在60-300℃之间，保温时间在5-48h；冷却至室温后取出所得产物进行干燥处理；
含钛的前驱体至少为钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、四氯化钛中的一种；
有机溶剂至少为乙二醇、乙醇、甲醇、异丙醇、四丁醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一种；
碳水化合物至少为蔗糖、可溶性淀粉、葡萄糖、果糖、可溶性纤维素中的一种或几种；
(2)将步骤1中干燥后所得产物在保护性气氛中700-1500℃下保温1-48h，冷却至室温得到碳/氧化钛复合材料；
(3)将步骤2中所得碳/氧化钛复合材料在空气或氧气气氛中400-1000℃下保温1-10h，除去其中碳中间体，最终获得经高温处理仍能保持以锐钛矿相为主的纳米晶氧化钛，其中锐钛矿相含量在70-100％，所获得氧化钛晶粒尺寸为5-50nm，比表面积为50-150m2g-1。
2、按照权利要求1所述的经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，酸化去离子水溶液所用的酸化剂至少为醋酸、硝酸、盐酸和硫酸中的一种，加入去离子水中，使pH值为0.5-6。
3、按照权利要求1所述的经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所用保护性气氛至少为氮气、氩气或氦气中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006101349759A CN100542969C (zh) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | 一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006101349759A CN100542969C (zh) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | 一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101205083A CN101205083A (zh) | 2008-06-25 |
| CN100542969C true CN100542969C (zh) | 2009-09-23 |
Family
ID=39565594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006101349759A Expired - Fee Related CN100542969C (zh) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | 一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100542969C (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102476827A (zh) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备大孔容TiO2粉体的方法 |
| CN102769123B (zh) * | 2011-05-03 | 2015-04-15 | 北京化工大学 | 一种二氧化钛/碳复合锂电池电极材料的制备方法 |
| CN102432065B (zh) * | 2011-09-07 | 2013-08-28 | 内蒙古科技大学 | 一种炭吸附四氯化钛水解体系纳米二氧化钛合成的方法 |
| CN104310469A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-01-28 | 华玉叶 | 二氧化钛多孔材料的制备方法 |
| CN105000595B (zh) * | 2015-06-06 | 2017-03-01 | 青岛科技大学 | 一种将纳米二氧化钛均匀复合到碳材料粉体表面的方法 |
| CN106865608B (zh) * | 2017-04-27 | 2019-04-09 | 攀钢集团研究院有限公司 | 锐钛型二氧化钛的制备方法 |
| CN107792878B (zh) * | 2017-10-26 | 2019-09-13 | 福州大学 | 一种分等级结构二氧化钛（b）的制备方法及其在锂离子电池中的应用 |
| CN109012652A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-18 | 南京林业大学 | 用于降解汽车尾气的镧－碳共掺杂改性二氧化钛制备方法 |
| CN111617755A (zh) * | 2020-06-13 | 2020-09-04 | 四川微纳之光科技有限公司 | 基于原位裂解技术的纳米光触媒的制备方法 |
| CN112263999A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-26 | 广州维港环保科技有限公司 | 一种锐钛矿-金红石混合相TiO2催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115872369A (zh) * | 2021-09-29 | 2023-03-31 | 溧阳天目先导电池材料科技有限公司 | 一种纳米氮化钛的制备方法及制备得到的纳米氮化钛 |
| CN113828293B (zh) * | 2021-10-22 | 2023-05-05 | 四川轻化工大学 | 一种提高TiO2表面光电压的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1857769A (zh) * | 2006-04-20 | 2006-11-08 | 华中师范大学 | 低温法制备碳掺杂介孔二氧化钛可见光光催化剂 |
-
2006
- 2006-12-22 CN CNB2006101349759A patent/CN100542969C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1857769A (zh) * | 2006-04-20 | 2006-11-08 | 华中师范大学 | 低温法制备碳掺杂介孔二氧化钛可见光光催化剂 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Synthesis and Photocatalytic Properties ofHollowMicroparticles of Titania and Titania/CarbonCompositeTemplated by Sephadex G-100. Dayong Zhang et al.Chemistry of Materials,Vol.18 No.15. 2006 * |
| 异丙醇水溶液加热法制备二氧化钛超细粉. 刘继进等.中南大学学报（自然科学版），第36卷第5期. 2005 * |
| 纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用. 王东波等.感光科学与光化学，第24卷第3期. 2006 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101205083A (zh) | 2008-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100542969C (zh) | 一种经高温处理的锐钛矿相氧化钛纳米颗粒的制备方法 | |
| CN110813280B (zh) | 一种高分散铂负载表面修饰的黑色二氧化钛光催化剂、制备方法及其应用 | |
| Wen et al. | In situ synthesis of Ti3+ self-doped mesoporous TiO2 as a durable photocatalyst for environmental remediation | |
| CN107149932B (zh) | 晶面比例可控的钒酸铋光催化剂的合成及催化剂和应用 | |
| CN103949253B (zh) | 一种氧化亚铜二氧化钛复合结构及其制备方法 | |
| CN107115884B (zh) | 一种g-C3N4/TiO2纳米线组装结构光催化剂 | |
| CN102145280A (zh) | 稻壳活性炭/二氧化硅/二氧化钛复合材料的制备方法 | |
| CN102085482A (zh) | 一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法 | |
| CN104310469A (zh) | 二氧化钛多孔材料的制备方法 | |
| CN107983353B (zh) | 一种TiO2-Fe2O3复合粉体的制备方法及其应用 | |
| CN107185547A (zh) | 一种C/Fe‑FeVO4复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109876828B (zh) | 一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管及其制备方法 | |
| CN102553562B (zh) | 多重改性复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN103352211A (zh) | 一种低维钽基纳米阵列光电极制备方法 | |
| CN112892515A (zh) | 全光响应、富含表面氧空位的二氧化钛纳米管光催化剂及其低温制备方法和应用 | |
| CN111659369B (zh) | 多孔二氧化钛/二氧化硅/碳纳米复合材料的制备方法 | |
| Husin et al. | Visible light driven photocatalytic hydrogen evolution by lanthanum and carbon-co-doped NaTaO3 photocatalyst | |
| CN115999614A (zh) | 一种紫外-可见-近红外光响应的二氧化碳还原光催化剂 | |
| CN108654663B (zh) | 一种混合硝酸盐熔盐法制备硼氮共掺杂单晶介孔TiO2催化材料的方法 | |
| CN108704660B (zh) | 氮空位修饰的富氧二氧化钛纳米复合材料的制备和应用 | |
| CN114950402A (zh) | TiO2/CeO2异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN108579738B (zh) | 一种金纳米颗粒/二氧化钛纳米花复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN107008337B (zh) | 一种非化学计量比铋酸铜纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN117225452B (zh) | 一种中空结构TiN-Ni光热催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112408317A (zh) | 一种碳负载二氧化钛掺杂氢化铝锂储氢材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090923 Termination date: 20131222 |