專利名稱：一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成納米二氧化鈦的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體光催化技術(shù)由于操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、無(wú)二次污染等突出優(yōu)點(diǎn) 而受到重視。在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，二氧化鈦由于其活性高、穩(wěn)定性好、 抗光腐蝕性強(qiáng)、價(jià)格便宜和安全無(wú)毒等特點(diǎn)而備受青睞。二氧化鈦的光催化活 性主要受粒子尺寸、晶相組成及其結(jié)晶度的影響。通常銳鈦礦型二氧化鈦比金 紅石型二氧化鈦具有更高的光催化活性，但銳鈦礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性較差，
在相對(duì)較低的溫度500 60(TC下很容易就轉(zhuǎn)變成金紅石相，導(dǎo)致光催化活性 下降，因此通常需要經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚碇苽涮麓赏繉樱绱艘詠?lái)影響其使用范 圍。
目前，采用摻雜的方法提高銳鈦礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性，但是由于摻雜元 素的存在而導(dǎo)致二氧化鈦的光學(xué)性能差，且所需工藝復(fù)雜、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有銳鈦礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性較差及提高銳鈦 礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性的方法由于摻雜元素的存在而導(dǎo)致二氧化鈦的光學(xué)性 能差、工藝復(fù)雜和成本高的問(wèn)題，而提供一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二 氧化鈦的方法。
氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、將等
體積的鈦酸四丁酯與無(wú)水乙醇混合攪拌20 40min，得混合液；二、按體積比 20 : 5 : 1的比例將無(wú)水乙醇、二次蒸餾水與濃硝酸混合攪拌20 40min，得混 合體系；三、在攪拌的條件下，將混合液滴加到混合體系中，得二氧化鈦溶膠； 四、按體積比4 : 1的比例將二氧化鈦溶膠與氨水混合，密封攪拌50 70min， 然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在150 170。C的條件下水熱5 7h 后冷卻至室溫，所得沉淀物經(jīng)千燥和研磨后以10 20。C/min的升溫速率升溫 至600 850。C焙燒1 3h，得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦；其中步驟二中濃硝酸的質(zhì)量濃度為60% 70%;步驟四中氨水的質(zhì)量濃度為20% 25%。
本發(fā)明中加入氨水提高了納米二氧化鈦由銳鈦礦型向金紅石相的轉(zhuǎn)變溫 度，轉(zhuǎn)變溫度提高到600 85(TC，從而提升了銳鈦礦型納米二氧化鈦熱穩(wěn)定 性和結(jié)晶度，使銳鈦礦型納米二氧化鈦的光催化性能好，且由于沒(méi)引入其它元 素，所以二氧化鈦的光學(xué)性能好。本發(fā)明合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的反應(yīng) 條件溫和、成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖i為具體實(shí)施方式
七中所得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的XRD譜圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方 法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將等體積的鈦酸四丁酯與無(wú)水乙醇混合攪拌20
40min，得混合液；二、按體積比20 :5:1的比例將無(wú)水乙醇、二次蒸餾水與 濃硝酸混合攪拌20 40min，得混合體系；三、在攪拌的條件下，將混合液滴 加到混合體系中，得二氧化鈦溶膠；四、按體積比4: 1的比例將二氧化鈦溶 膠與氨水混合，密封攪拌50 70min，然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜 中，在150 17(TC的條件下水熱5 7h后冷卻至室溫，所得沉淀物經(jīng)干燥和 研磨后以10 20°C/min的升溫速率升溫至600 85(TC焙燒1 3h，得高熱穩(wěn) 定性納米二氧化鈦；其中步驟二中濃硝酸的質(zhì)量濃度為60% 70%;步驟四中 氨水的質(zhì)量濃度為20% 25%。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中濃硝酸 的質(zhì)量濃度為65%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中混合液 滴加的速度為20 30滴/分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟四中密封攪
拌60min，然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在160。C的條件下水熱 6h后冷卻至室溫，沉淀物經(jīng)干燥和研磨后以15。C/min的升溫速率升溫至800 C焙燒2h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟四中氨水的 質(zhì)量濃度為23%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟四中干燥是 在90 100。C的條件下干燥7 9h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方
法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、將等體積的鈦酸四丁酯與無(wú)水乙醇混合攪拌30min， 得混合液；二、按體積比20 : 5 : 1的比例將無(wú)水乙醇、二次蒸餾水與濃硝酸 混合攪拌30min，得混合體系；三、在攪拌的條件下，將混合液滴加到混合體 系中，得二氧化鈦溶膠；四、按體積比4 : 1的比例將二氧化鈦溶膠與氨水混 合，密封攪拌60min，然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在160。C的 條件下水熱6h后冷卻至室溫，所得沉淀物經(jīng)干燥和研磨后以15'C/min的升溫 速率升溫至80(TC焙燒2h，得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦；其中步驟二中濃硝酸 的質(zhì)量濃度為65%;步驟四中氨水的質(zhì)量濃度為23%。
本實(shí)施方式中所得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦，由圖1可知，在800'C高溫 條件下熱處理未見(jiàn)金紅石相產(chǎn)生，說(shuō)明采用氨水調(diào)制能夠顯著地提高銳鈦礦型 二氧化鈦的相轉(zhuǎn)變溫度，從而提高其熱穩(wěn)定性；以本實(shí)施方式中所得高熱穩(wěn)定 性納米二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎┙到饬_丹明B水溶液，降解率高達(dá)50.8%，說(shuō)明 經(jīng)氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的光催化活性好。
權(quán)利要求
1、一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法，其特征在于氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將等體積的鈦酸四丁酯與無(wú)水乙醇混合攪拌20～40min，得混合液；二、按體積比20∶5∶1的比例將無(wú)水乙醇、二次蒸餾水與濃硝酸混合攪拌20～40min，得混合體系；三、在攪拌的條件下，將混合液滴加到混合體系中，得二氧化鈦溶膠；四、按體積比4∶1的比例將二氧化鈦溶膠與氨水混合，密封攪拌50～70min，然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在150～170℃的條件下水熱5～7h后冷卻至室溫，所得沉淀物經(jīng)干燥和研磨后以10～20℃/min的升溫速率升溫至600～850℃焙燒1～3h，得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦；其中步驟二中濃硝酸的質(zhì)量濃度為60％～70％；步驟四中氨水的質(zhì)量濃度為20％～25％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的 方法，其特征在于步驟二中濃硝酸的質(zhì)量濃度為65%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的 方法，其特征在于步驟三中混合液滴加的速度為20 30滴/分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的 方法，其特征在于步驟四中密封攪拌60min，然后倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓 反應(yīng)釜中，在16(TC的條件下水熱6h后冷卻至室溫，沉淀物經(jīng)干燥和研磨后 以15°C/min的升溫速率升溫至800。C焙燒2h。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的 方法，其特征在于步驟四中氨水的質(zhì)量濃度為23%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的 方法，其特征在于步驟四中干燥是在90 100。C的條件下干燥7 9h。
全文摘要
一種氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法，它涉及一種合成納米二氧化鈦的方法。它解決了現(xiàn)有銳鈦礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性較差及提高銳鈦礦型二氧化鈦熱穩(wěn)定性的方法由于摻雜元素的存在而導(dǎo)致二氧化鈦的光學(xué)性能差、工藝復(fù)雜和成本高的問(wèn)題。方法將鈦酸四丁酯與無(wú)水乙醇混合后滴加到由無(wú)水乙醇、二次蒸餾水與濃硝酸組成的混合體系中，得二氧化鈦溶膠，然后加入氨水，混合攪拌后倒入反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)所得沉淀物經(jīng)干燥、研磨和焙燒，得高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦。本發(fā)明氨水調(diào)制合成高熱穩(wěn)定性納米二氧化鈦的方法工藝簡(jiǎn)單、成本低，且所得納米二氧化鈦熱穩(wěn)定性好，結(jié)晶度高，光催化性能好。
文檔編號(hào)C01G23/00GK101318696SQ200810064979
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者井立強(qiáng), 付宏剛, 欒云博, 謝明政 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)