專利名稱：粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及TiO2微球的制備技術領域，具體涉及一種粒徑可調(diào)的TiO2微球的制備方法。
背景技術：
TiO2是一種重要的無機材料，具有許多獨特的物化性能，在功能陶瓷、光催化、太陽能電池和氣體傳感器等領域有廣泛的應用。TiO2—般以板鈦礦，銳鈦礦，金紅石型三種形式存在，其中以銳鈦礦型和金紅石型應用最為廣泛。TiO2顆粒的可以分為球狀，棒狀，針線狀等，其中TiO2的微球由于具備低的滑動摩擦系數(shù)，具備優(yōu)越的擴展性，相對表面積高等優(yōu)點引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關注。TiO2微球的制備方法有很多，其中以水熱法，醇鹽水解法，溶膠-凝膠法，微乳液法等最為常見。水熱法和醇鹽水解法雖然簡便易行，能耗低，但是制備微球的粒徑很難控制，分散性也比較差；微乳液法盡管能制備粒徑可控并且分散性好 的微球，但是成本，能耗偏高；溶膠-凝膠法制備微球粒徑分散性好，但微球的粒徑很難控制。國內(nèi)外研究者圍繞制備TiO2微球和應用展開了大量的研究，并取得了一定的成效。呂幼軍等(參見呂幼軍，石可瑜等.高等學校化學學報，2006，27 ( 2 ) : 346- 348.)用鈦酸四丁酯配制TiO2溶膠，將溶膠與苯酚混合后加入到正庚烷分散介質(zhì)中，再滴加甲醛水溶液，通過反相懸浮聚合和溶膠-凝膠過程制備了聚合物與TiO2的復合微球?qū)秃衔⑶蜻M行焙燒處理使聚合物分解，從而得到由納米晶粒組成的多孔微球該方法合成的納米晶粒二氧化鈦多孔微球，具有微球粒徑較大、易于回收和重復使用等優(yōu)點，同時其降解活性艷藍的活性也提高了 2倍。Caruso等(參見Caruso F，Caruso R A, Chen Mater,1999, 11( 11) : 3309- 3314.)利用靜電自組裝技術在亞微米級的PS球外交替組裝了聚電解質(zhì)和帶熒光的納米顆粒Cd，制備出三維光學體，此過程研究結果發(fā)現(xiàn)球殼的厚度由吸附納米粒子的層數(shù)決定，通過反復沉積提純即可得到核殼較厚的核殼粒子。任黎雯等(參見任黎雯，楊良準等，化學研究，Vol. 19，No. 3 Sep. 2008)以非離子型表面活性劑T08為模板劑，應用溶膠凝膠-表面活性劑法成功制備了平均粒徑為800 nm的單分散TiO2介孔微球。盡管研究者分別用不同的方法制備出了不同形貌的TiO2微球，但大多數(shù)制備方法中用到了有機模板(PS球、T08等)和環(huán)境非友好溶劑，一方面增加了制備工藝成本，另一方面對不利于保護環(huán)境。此外通過調(diào)整制備工藝中的一個參數(shù)來調(diào)控微球粒徑的方法尤為鮮見。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種粒徑大小可調(diào)的微球的制備方法，該方法僅控制一個制備參數(shù)很靠地實現(xiàn)了 Ti02微球粒徑在200-1000nm的調(diào)控，其該工藝簡單、成本低、可重復性好。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，配置
O.IM的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，使KCl濃度為4X 10_5M，向上述無水乙醇溶液中滴加O. 0588 - O. 2353M的鈦酸四丁酯，然后靜置，離心分離出沉淀，將沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜，經(jīng)過保溫和煅燒后得到不同粒徑的TiO2微球。所述的氨水、水和乙醇的體積比為O. 05 1 :2。所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 0588 -O. 0882M。所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 0882 -O. 1176M。所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 1176 -O. 2353M。本發(fā)明提供的粒徑可調(diào)的TiO2微球的制備方法，制備工藝簡單易操作，重復性好，需要設備簡單成本比較低；僅通過單一調(diào)整加入鈦酸四丁酯的含量即可得到粒徑在200-1000nm間大小可控的微球；用氨水、乙醇和水混合溶液處理之后表面粗糙度和表面積增加，這有效提升了該類微球在染料敏化電池和光催化領域的使用價值。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I粒徑為300_400nm的二氧化鈦微球形貌。圖2粒徑為600_900nm的二氧化鈦微球形貌。圖3粒徑為900nm-1000nm的二氧化鈦微球形貌。
具體實施例方式實例I粒徑為200_400nm的二氧化鈦微球制備。配置O. IM的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，使KCl濃度為4X10_5M，向上述無水乙醇溶液中滴加鈦酸四丁酯,其中鈦酸四丁酯的濃度為0.0588 -O. 0882M，靜置96小時，離心得到底部沉淀。將沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜中，氨水、水和乙醇的體積比為O. 05 1 :2，于160°C保溫16小時，再在500°C煅燒2小時二氧化鈦微球。如圖1，在掃描電鏡下觀察該條件下制備的二氧化鈦微球粒徑在200-400nm。實例2粒徑為600-800nm的二氧化鈦微球制備
配置O. IM的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，使KCl濃度為4X 10_5M，向上述無水乙醇溶液中滴加鈦酸四丁酯，其中鈦酸四丁酯的濃度為O. 0882 -O. 1176M，靜置96小時，離心得到底部沉淀。沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜中，氨水、水和乙醇的體積比為O. 05 :1 :2，于160°C保溫16小時，再在500°C煅燒2小時二氧化鈦微球。如圖2，在掃描電鏡下觀察該條件下制備的二氧化鈦微球粒徑在600-800nm。實例3粒徑為800nm-1000nm的二氧化鈦微球制備
配置O. IM的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，使KCl濃度為4X 10_5M，向上述無水乙醇溶液中滴加鈦酸四丁酯，其中鈦酸四丁酯的濃度為O. 1176 -O. 2353M，靜置96小時，離心得到底部沉淀。清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜中,氨水、水和乙醇的體積比為O. 05 :1 :2，于160°C保溫16小時，再在500°C煅燒2小時二氧化鈦微球。如圖3，在掃描電鏡下觀察該條件下制備的二氧化鈦微球粒徑在800nm-1000nm。權利要求
1.一種粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，其特征在于配置O. IM的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，使KCl濃度為4X10_5M，向上述無水乙醇溶液中滴加O. 0588 一O.2353M的鈦酸四丁酯，然后靜置，離心分離出沉淀，將沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜，經(jīng)過保溫和煅燒后得到不同粒徑的TiO2微球。
2.根據(jù)權利要求I所述的粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，其特征在于所述的氨水、水和乙醇的體積比為O. 05 1 :2。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，其特征在于所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 0588 -O. 0882M。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，其特征在于所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 0882 -O. 1176M。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，其特征在于所述的鈦酸四丁酯的濃度為O. 1176 -O. 2353M。
全文摘要
一種粒徑可調(diào)的二氧化鈦微球的制備方法，配置的KCl水溶液，然后滴加到無水乙醇中，向上述無水乙醇溶液中滴加不同濃度的鈦酸四丁酯，然后靜置，離心分離出沉淀，將沉淀清洗烘干后放入盛有氨水、水和乙醇溶液的水熱釜，經(jīng)過保溫和煅燒后得到不同粒徑的TiO2微球。本發(fā)明提供的粒徑可調(diào)的TiO2微球的制備方法，制備工藝簡單易操作，重復性好，需要設備簡單成本比較低；僅通過單一調(diào)整加入鈦酸四丁酯的含量即可得到粒徑在200-1000nm間大小可控的微球；用氨水、乙醇和水混合溶液處理之后表面粗糙度和表面積增加，這有效提升了該類微球在染料敏化電池和光催化領域的使用價值。
文檔編號B82Y40/00GK102718256SQ20121020757
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月23日 優(yōu)先權日2012年6月23日
發(fā)明者侯爽, 周生剛, 孫小華, 張巧靈, 李修能 申請人:三峽大學