一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法，属于TiO2纳米材料技术领域。该方法过程包括：在NaOH溶液中加入锐钛矿和金红石混晶的P25颗粒，经过超声，搅拌混合均匀，将混合溶液在温度为180-200℃进行水热反应24～48h，然后自然冷却至室温，反应产物用去离子水洗涤至中性，用HCl搅拌洗涤，再用去离子水洗涤至中性，然后在空气中干燥，最后将产物以一定速率升温至500℃～550℃煅烧，得到锐钛矿与板钛矿混合晶型的TiO2纳米线。本发明专利技术优点：制备工艺简单，制备的TiO2纳米线含有板钛矿和锐钛矿两种晶型，该混晶的TiO2纳米线具有良好的光催化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法
本专利技术涉及一种锐钛矿和板钛矿的混晶TiO2纳米线的制备方法,属于TiO2纳米材料
。
技术介绍
现代生活中，能源短缺和环境污染成为人们非常关注的问题。半导体光催化技术可以直接利用太阳能实现水分解制备清洁能源氢、分解有机污染物或者把C02还原成碳氢化合物燃料，因而被认为是能够有效解决能源环境问题的绿色方法。在众多光催化材料中， TiO2由于其低价、无毒、化学性质稳定、催化活性好、氧化能力高等优点得到人们的普遍关注，对于TiO2的研究也一直是该领域的热点。半导体材料的光催化活性通常受材料的晶型、晶体缺陷、结晶度、材料比表面积等许多因素共同决定，其中晶型是极其重要的一个因素。TiO2共有三种晶型:锐钛矿、金红石和板钛矿。锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2 eV，具有较好的光催化活性；金红石型TiO2的禁带宽度为3.0 eV，对紫外线具有良好的屏蔽作用和化学稳定性；板钛矿型TiO2结构不够稳定，所以锐钛矿型TiO2和金红石型TiO2是最常用的TiO2,例如Degussa P25是锐钛矿相与金红石相的比例大约为4:1的混晶型TiO2,也是应用最广泛的混晶TiO2产品。在光催化方面，混晶TiO2存在着“混晶效应”，活性往往超过单晶相的Ti02。目前制备混晶TiO2的方法之一是气相法，例如P25;其它方法多以TiCl4或者钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶或者水热的方法，制备出的TiO2多为金红石和锐钛矿两种晶型的混合相，并且形貌大多为纳米颗粒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锐钛矿和板钛矿混晶TiO2纳米线的制备方法，该制备方法过程简单，所制得的锐钛矿和板钛矿混晶的TiO2纳米线具有较高的光催化性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的，一种锐钛矿和板钛矿混晶TiO2纳米线的制备方法，其特征在于包括以下过程:将NaOH溶于去离子水，配制浓度为8~12 mol/L的NaOH溶液；按溶液中NaOH与锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒质量比为16:1，将锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒加入到NaOH溶液中，经过超声、搅拌混合均匀，将混合溶液在180~200°C条件下进行水热反应 24~48 h，然后自然冷却至室温，反应产物用去离子水洗涤至中性，再用浓度为0.1 mol/L 的HCl搅拌洗涤之后，用去离子水洗涤至中性，在空气中干燥后将产物以5 V /min的速率升至500~550 °C煅烧3 h，得到锐钛矿与板钛矿混合晶型的TiO2纳米线。本专利技术具有以下优点:制备工艺简单，制备的TiO2纳米线含有板钛矿和锐钛矿两种晶型，该混晶的TiO2纳米线具有良好的光催化性能。【附图说明】图1为实施例一所制得的TiO2纳米线的SEM图。图2为实施例一所制得的TiO2纳米线的TEM图。图3为实施例一所制得的TiO2纳米线的XRD图。图中正方形代表锐钛矿成分；▲代表板钛矿成分。【具体实施方式】下面结合实例对本专利技术做进一步的描述，这些实例只是用于说明本专利技术，并不限制本专利技术。实施例一配制80 mL浓度为10 mol/L的NaOH溶液；称取2 g锐钛矿和金红石混晶的P25粉末， 加入到NaOH溶液中，超声30 min，搅拌30 min，溶液混合均匀；随后将配制好的溶液转移到水热反应釜中，放入烘箱在200 V反应24 h ;水热反应结束后，将反应釜中的产物用去离子水洗至中性，将产物在0.1 mol/L的盐酸溶液中搅拌酸洗5 h，随后再用去离子水将产物洗至中性，在空气中烘干，最后将产物以5 °C/min升温至500 °C煅烧3 h，得到锐钛矿和板钦矿混晶的TiO2纳米线。实施例二本实施例与实施例一步骤相同，不同之处在于:将称取的P25粉末质量由2 g变为2.4 g，水热反应时间由24 h变为48 h。实施例三本实施例与实施例一步骤相同，不同之处在于:将水热反应温度由200 V变为180 °C，水热反应时间由24 h变为48 h，煅烧温度由500 °C变为550 °C。实施例四本实施例与实施例一步骤相同，不同之处在于:将在0.1 mol/L的盐酸中搅拌酸洗时间由5 h变为3 h，煅烧时间由3 h变为2 h。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锐钛矿和板钛矿混晶TiO2纳米线的制备方法，其特征在于包括以下过程：将NaOH粉末加入到去离子水中配制浓度为8～12?mol/L的NaOH溶液；按溶液中NaOH与锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒质量比为16:1，将锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒加入到NaOH溶液中，经过超声，搅拌混合均匀，将混合溶液在温度为180～200?℃进行水热反应24～48?h，然后自然冷却至室温，反应产物用去离子水洗涤至中性，用浓度为0.1?mol/L的HCl搅拌洗涤之后，用去离子水洗涤至中性，然后在空气中干燥，最后将产物以5?℃/min的速率升至500～550?℃煅烧3?h，得到锐钛矿与板钛矿混合晶型的TiO2纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种锐钛矿和板钛矿混晶TiO2纳米线的制备方法，其特征在于包括以下过程:将NaOH粉末加入到去离子水中配制浓度为8~12 mo I/L的NaOH溶液；按溶液中NaOH 与锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒质量比为16:1，将锐钛矿和金红石型混晶的P25颗粒加入到NaOH溶液中，经过超声，搅拌混合均匀，将混合溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德法，韩暐，师春生，仝华，赵乃勤，叶金花，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：