CN103288126A - 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法 - Google Patents

阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103288126A
CN103288126A CN2013101772832A CN201310177283A CN103288126A CN 103288126 A CN103288126 A CN 103288126A CN 2013101772832 A CN2013101772832 A CN 2013101772832A CN 201310177283 A CN201310177283 A CN 201310177283A CN 103288126 A CN103288126 A CN 103288126A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
dioxide nanotube
titania nanotube
powder
cats product
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.)
Pending
Application number
CN2013101772832A
Other languages
English (en)
Inventor
董国君
孙逍寒
李茹民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN2013101772832A priority Critical patent/CN103288126A/zh
Publication of CN103288126A publication Critical patent/CN103288126A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

一种阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法。将二氧化钛粉末和十六烷基三甲基溴化铵按照重量比为1：1-1：5的比例加入到盛有强碱溶液的聚四氟乙烯水热反应釜中，混合均匀后在100-200℃温度下反应15-30小时后进行酸处理，水洗，过滤，烘干，煅烧后得到二氧化钛纳米管。本发明采用软模板与水热法相结合高效制备了二氧化钛纳米管。所得二氧化钛纳米管长几百纳米，外径约10nm、内径约5nm，具有2-5层管壁，两端开口。与相同条件下的普通水热法制得的二氧化钛纳米管相比，管长明显增加，管径更加均匀，长径比大，成管效率高，团聚状况减轻，对其在各方面的应用都十分有利。

Description

阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法
技术领域
本发明涉及的是一种纳米材料的制备方法，具体地说是一种二氧化钛纳米管的制备方法。
背景技术
二氧化钛纳米粉是一种重要的无机功能材料，具有无毒无害、化学稳定性高、气敏、光电转换效应、催化活性好等优异特性，目前广泛应用于涂料、半导体元器件、催化、太阳能电池、气体传感器等领域。
二氧化钛纳米管是二氧化钛的另一种存在形式，由于其比表面积大、具有更高的吸附能力及具有显著的尺寸效应，能进一步提高二氧化钛的光电性能和催化活性等，具有更高的应用价值。
二氧化钛纳米管的制备方法主要有三种：（1）阳极氧化法，该方法是将金属钛片浸入电解液中经腐蚀获得在钛片上定向排列生长的纳米管。（2）硬模板法，以多孔氧化铝（PAA）、光蚀刻制备的纳米模板、聚碳酸酯纳米滤膜等为模板，通过溶胶-凝胶法、溶液浸渍-热熔解法、电沉积法等制备二氧化钛纳米管。（3）水热法，将一定量的二氧化钛粉末加入到浓的强碱溶液中于100～200℃水热反应一段时间得二氧化钛纳米管。该方法与前两种方法相比，最主要的特点是制备的纳米管宏观上为粉末状，拓宽了其应用领域，加之操作工艺简单，制备的纳米管管径较小等优点，目前已成为最主要的制备二氧化钛纳米管的方法。但此方法存在成管效率低、制备的纳米管较短且易团聚等主要问题。文献Wang,M.;Guo,D.-j.;Li,H.-l.,High activity of novel Pd/TiO2nanotube catalysts for methanol electro-oxidation.Journal of Solid State Chemistry2005,178(6),1996-2000；Abida,B.;Chirchi,L.;Baranton,S.;Napporn,T.W.;Kochkar,H.;Léger,J.-M.;Ghorbel,A.,Preparationand characterization of Pt/TiO2nanotubes catalyst for methanol electro-oxidation.Applied Catalysis B:Environmental2011,106(3-4),609-615以及文献Xu,Y.-H.;Chen,C.;Yang,X.-L.;Li,X.;Wang,B.-F.,Preparation,characterization andphotocatalytic activity of the neodymium-doped TiO2nanotubes.Applied SurfaceScience2009,255(20),8624-8628，未使用表面活性剂、采用普通水热法制备的二氧化钛纳米管，长度仅为几十纳米。文献Xiao,N.;Li,Z.;Liu,J.;Gao,Y.,Effects ofcalcination temperature on the morphology,structure and photocatalytic activity oftitanate nanotube thin films.Thin Solid Films2010,519(1),541-548使用金属钛片作前驱体，采用普通水热法制备的二氧化钛纳米管缠绕在一起，分散性较差。文献Wang,H.;Chen,X.;Weng,X.;Liu,Y.;Gao,S.;Wu,Z.,Enhanced catalytic activity for selectivecatalytic reduction of NO over titanium nanotube-confined CeO2catalyst.CatalysisCommunications2011,12(11),1042-1045.制备的纳米管同样团聚在一起，且成管效率较低。
目前，表面活性剂已被作为软模板制备纳米棒、纳米管等纳米材料，但表面活性剂助高效制备二氧化钛纳米管还未有报道。如何制备成管效率高且尺寸形貌较好的二氧化钛纳米管粉体成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成管效率高，产品的尺寸形貌较好的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法。
本发明的目的是这样实现的：
将二氧化钛粉末和十六烷基三甲基溴化铵按照重量比为1：1-1：5的比例加入到盛有强碱溶液的聚四氟乙烯水热反应釜中，混合均匀后在100-200℃温度下反应15-30小时后进行酸处理，水洗，过滤，烘干，煅烧后得到二氧化钛纳米管。
本发明还可以包括：
1、所述二氧化钛粉末的粒径为10～100nm，晶型为锐钛矿相、金红石相或二者混合物。
2、所述碱溶液为浓度为8-15mol/L的NaOH溶液。
3、原料组成摩尔比为TiO2:CTAB:NaOH:H2O=1:0.01～1:5～100:50～1500。
4、二氧化钛粉末及十六烷基三甲基溴化铵在浓碱溶液中采用超声的方法进行分散混合。
5、超声功率为100～500W，时间为0.5h～3h。
6、所述酸处理的具体过程是将0.1～1.0mol/L的硝酸或盐酸加入到反应所得的粉末中，50～100℃超声1～3h。
7、煅烧温度为400～800℃，时间为1～5h。
本发明采用软模板与水热法相结合高效制备了二氧化钛纳米管。所得二氧化钛纳米管长几百纳米，外径约10nm、内径约5nm，具有2-5层管壁，两端开口。与相同条件下的普通水热法制得的二氧化钛纳米管相比，管长明显增加，管径更加均匀，长径比大，成管效率高，团聚状况减轻，对其在各方面的应用都十分有利。
附图说明
图1为普通水热法制备的二氧化钛纳米管TEM图。
图2为相同条件下本发明所用软模板-水热法制备的二氧化钛纳米管TEM图。
图3、图4为本发明所用软模板-水热法制备的二氧化钛纳米管HRTEM图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的技术方案及效果作进一步描述。但是，所使用的具体方法、配方和说明并不是对本发明的限制。
具体实施方式一：
步骤一，配置10-50mL浓度为8-15mol/L的NaOH溶液加入到聚四氟乙烯反应釜内衬中。
步骤二，称量0.1-10g十六烷基三甲基溴化铵，0.1-3g粒径为10-100nm、晶型为锐钛矿相、金红石相或二者混合物的二氧化钛纳米粉末，加入配好的浓碱溶液中超声振荡使之混合均匀。
步骤三，将不锈钢反应釜放入烘箱中于100-200℃水热反应15-30h。
步骤四，水热反应完毕后，将上清液倒出，水洗所得固体粉末至中性。
步骤五，将0.1-1mol/L的硝酸或盐酸加入到所得的粉末中，50-100℃超声1-3h。
步骤六，将酸处理后的样品水洗到接近中性。
步骤七，过滤。
步骤八，将所得粉末充分干燥。
步骤九，将干燥后的粉末于400-800℃煅烧1-5h。
具体实施方式二：
配置20mL浓度为10mol/L的NaOH溶液加入到聚四氟乙烯反应釜内衬中。
称量0.5g十六烷基三甲基溴化铵，1g粒径为20nm的锐钛矿相二氧化钛粉末，加入配好的浓碱溶液中超声振荡使之混合均匀，于120℃水热反应30h。
水热反应完毕后，将上清液倒出，水洗所得固体粉末至中性。
将0.1mol/L的硝酸加入到所得的粉末中，60℃超声2h。
将酸处理后的粉末水洗到接近中性，过滤，充分干燥。
将干燥后的粉末研磨后于400℃煅烧2h。
用上述方法即可高效制备所述二氧化钛纳米管。

Claims (6)

1.一种阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：将二氧化钛粉末和十六烷基三甲基溴化铵按照重量比为1：1-1：5的比例加入到盛有强碱溶液的聚四氟乙烯水热反应釜中，混合均匀后在100-200℃温度下反应15-30小时后进行酸处理，水洗，过滤，烘干，煅烧后得到二氧化钛纳米管。
2.根据权利要求1所述的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：所述二氧化钛粉末的粒径为10～100nm，晶型为锐钛矿相、金红石相或二者混合物。
3.根据权利要求2所述的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：所述碱溶液为浓度为8-15mol/L的NaOH溶液。
4.根据权利要求3所述的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：二氧化钛粉末及十六烷基三甲基溴化铵在浓碱溶液中采用超声的方法进行分散混合；超声功率为100～500W，时间为0.5h～3h。
5.根据权利要求4所述的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：所述酸处理的具体过程是将0.1～1.0mol/L的硝酸或盐酸加入到反应所得的粉末中，50～100℃超声1～3h。
6.根据权利要求5所述的阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法，其特征是：煅烧温度为400～800℃，时间为1～5h。
CN2013101772832A 2013-05-14 2013-05-14 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法 Pending CN103288126A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101772832A CN103288126A (zh) 2013-05-14 2013-05-14 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101772832A CN103288126A (zh) 2013-05-14 2013-05-14 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103288126A true CN103288126A (zh) 2013-09-11

Family

ID=49089741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101772832A Pending CN103288126A (zh) 2013-05-14 2013-05-14 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103288126A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103553127A (zh) * 2013-10-22 2014-02-05 渤海大学 锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法
CN104386743A (zh) * 2014-11-26 2015-03-04 上海大学 一种锐钛矿型TiO2纳米管的溶剂热制备方法
CN104986777A (zh) * 2015-05-25 2015-10-21 哈尔滨工程大学 制备双壁Na2(TiO)SiO4纳米管的方法
CN105080498A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 江苏瑞丰科技实业有限公司 多功能高效一体式空气污染处理材料
CN105158236A (zh) * 2015-08-03 2015-12-16 济南大学 一种检测苯并[a]芘的电致化学发光传感器的制备方法
CN105962282A (zh) * 2016-05-03 2016-09-28 王胜 一种含海盐和芦荟胶的植物盐及制备含海盐和芦荟胶的植物盐的方法
CN106012051A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 爱芯环保科技（厦门）股份有限公司 光触媒纤维制备装置及其制备方法
CN106118330A (zh) * 2016-07-06 2016-11-16 铜陵青铜时代雕塑有限公司 一种高柔韧抗裂铜雕塑用环氧‑丙烯酸防腐水性漆及其制备方法
CN106118329A (zh) * 2016-07-06 2016-11-16 铜陵青铜时代雕塑有限公司 一种含檀香油的室内铜雕塑用环氧‑丙烯酸防腐水性漆及其制备方法
CN107217287A (zh) * 2017-02-10 2017-09-29 江苏城乡建设职业学院 一种调控二氧化钛纳米管径的方法
CN107349944A (zh) * 2017-08-31 2017-11-17 桂林融通科技有限公司 一种溴化银‑二氧化钛纳米管复合催化剂的制备方法
CN108855031A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 陕西麦可罗生物科技有限公司 一种适合春雷霉素废水处理的纳米管材料及制备方法
CN111841517A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种脱硝催化剂用二氧化钛载体的制备方法及其制备的载体
CN115073387A (zh) * 2022-07-14 2022-09-20 绍兴迪飞新材料有限公司 一种电极化粒子的制备方法及其在电极化变色光学膜上的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1528672A (zh) * 2003-09-26 2004-09-15 清华大学 一种钛氧化物纳米管及其制备方法
CN101234781A (zh) * 2008-02-29 2008-08-06 福州大学 高纯度板钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法
CN103084157A (zh) * 2013-01-29 2013-05-08 山东轻工业学院 一种大管径TiO2纳米管、其合成方法及其在光催化降解造纸废水中的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1528672A (zh) * 2003-09-26 2004-09-15 清华大学 一种钛氧化物纳米管及其制备方法
CN101234781A (zh) * 2008-02-29 2008-08-06 福州大学 高纯度板钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法
CN103084157A (zh) * 2013-01-29 2013-05-08 山东轻工业学院 一种大管径TiO2纳米管、其合成方法及其在光催化降解造纸废水中的应用

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103553127A (zh) * 2013-10-22 2014-02-05 渤海大学 锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法
CN103553127B (zh) * 2013-10-22 2015-11-25 渤海大学 锐钛矿型二氧化钛纳米管的制备方法
CN105080498A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 江苏瑞丰科技实业有限公司 多功能高效一体式空气污染处理材料
CN105080498B (zh) * 2014-05-21 2018-04-10 江苏瑞丰科技实业有限公司 多功能高效一体式空气污染处理材料
CN104386743A (zh) * 2014-11-26 2015-03-04 上海大学 一种锐钛矿型TiO2纳米管的溶剂热制备方法
CN104386743B (zh) * 2014-11-26 2016-04-27 上海大学 一种锐钛矿型TiO2纳米管的溶剂热制备方法
CN104986777A (zh) * 2015-05-25 2015-10-21 哈尔滨工程大学 制备双壁Na2(TiO)SiO4纳米管的方法
CN104986777B (zh) * 2015-05-25 2017-05-24 哈尔滨工程大学 制备双壁Na2(TiO)SiO4纳米管的方法
CN105158236A (zh) * 2015-08-03 2015-12-16 济南大学 一种检测苯并[a]芘的电致化学发光传感器的制备方法
CN105962282A (zh) * 2016-05-03 2016-09-28 王胜 一种含海盐和芦荟胶的植物盐及制备含海盐和芦荟胶的植物盐的方法
CN106118329A (zh) * 2016-07-06 2016-11-16 铜陵青铜时代雕塑有限公司 一种含檀香油的室内铜雕塑用环氧‑丙烯酸防腐水性漆及其制备方法
CN106118330A (zh) * 2016-07-06 2016-11-16 铜陵青铜时代雕塑有限公司 一种高柔韧抗裂铜雕塑用环氧‑丙烯酸防腐水性漆及其制备方法
CN106012051A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 爱芯环保科技（厦门）股份有限公司 光触媒纤维制备装置及其制备方法
CN107217287A (zh) * 2017-02-10 2017-09-29 江苏城乡建设职业学院 一种调控二氧化钛纳米管径的方法
CN107349944A (zh) * 2017-08-31 2017-11-17 桂林融通科技有限公司 一种溴化银‑二氧化钛纳米管复合催化剂的制备方法
CN108855031A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 陕西麦可罗生物科技有限公司 一种适合春雷霉素废水处理的纳米管材料及制备方法
CN108855031B (zh) * 2018-07-24 2021-06-11 陕西麦可罗生物科技有限公司 一种适合春雷霉素废水处理的纳米管材料及制备方法
CN111841517A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种脱硝催化剂用二氧化钛载体的制备方法及其制备的载体
CN115073387A (zh) * 2022-07-14 2022-09-20 绍兴迪飞新材料有限公司 一种电极化粒子的制备方法及其在电极化变色光学膜上的应用
CN115073387B (zh) * 2022-07-14 2023-08-11 绍兴迪飞新材料有限公司 一种电极化粒子的制备方法及其在电极化变色光学膜上的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103288126A (zh) 阳离子表面活性剂辅助制备二氧化钛纳米管的方法
Nguyen et al. Perovskite oxide-based photocatalysts for solar-driven hydrogen production: Progress and perspectives
Yu et al. Single-crystalline TiO2 nanorods: Highly active and easily recycled photocatalysts
Yan et al. Facile synthesis of an iron doped rutile TiO 2 photocatalyst for enhanced visible-light-driven water oxidation
CN104192899B (zh) 一种制备TiO2纳米晶体颗粒的方法
CN104671282B (zh) 一种二氧化钛复合材料空心球的制备方法
CN101525152B (zh) 一种菊花状三维TiO2纳米材料及其制备方法
CN100546915C (zh) 一种锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的制备方法
CN100358625C (zh) 一种高光催化活性纳米晶二氧化钛气凝胶的制备方法
CN103691433A (zh) 一种Ag掺杂TiO2材料、及其制备方法和应用
Kiatkittipong et al. Photocatalysis of heat treated sodium-and hydrogen-titanate nanoribbons for water splitting, H2/O2 generation and oxalic acid oxidation
CN104096552A (zh) 比表面高于350平方米/克的脱硝钛白粉及其制备方法
CN104760995B (zh) 一种板钛矿二氧化钛纳米棒的制备方法
CN105344350A (zh) 一种在可见光下具有高催化降解活性的钼掺杂TiO2纳米线/石墨烯复合物的制法
CN104226320B (zh) 钒硼共掺杂二氧化钛与氧化镍复合光催化剂的制备方法
CN101698504A (zh) 一种微波合成纳米二氧化钛的方法
CN104310466A (zh) 一种基于凝胶球前驱体的中空二氧化钛微球及其制备方法
CN103601239A (zh) 一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法
CN102161506B (zh) 一种制备C-N共掺杂纳米TiO2粉体的方法
CN102502871B (zh) 一种三维多孔氧化铁纳米棒簇的合成方法
He et al. In situ synthesis of the mesoporous C–TiO2 microspheres derived from partial hydrolysis tetrabutyl titanate for enhanced photocatalytic degradation under visible light
Moghaddam et al. Ultrasonic wave effects on the diameter of TiO2 nanoparticles
CN102730753A (zh) 一种制备锐钛矿多孔TiO2球、核壳结构和空心球的方法
CN103395831A (zh) 形貌可控二氧化钛纳米管的水热法制备方法
CN110227458B (zh) 一种铜掺杂介孔二氧化钛的复合材料及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130911