二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種二氧化鈦納米管上負(fù)載金納米粒子的方法，由鈦酸丁酯與丁醇為原料制備金紅石相二氧化鈦粉體，并采用水熱法將制備金紅石相二氧化鈦粉體合成二氧化鈦納米管，在酸性條件下將HAuCl4溶液與檸檬酸三鈉溶液添加到含金紅石相二氧化鈦粉體的巰基乙酸溶液反應(yīng)，得到表面載Au的二氧化鈦納米管。本方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，負(fù)載率較高的二氧化鈦納米管上負(fù)載金納米粒子的新方法。
【專利說(shuō)明】二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米二氧化鈦催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化鈦納米管是二氧化鈦納米材料的一種，相對(duì)于二氧化鈦納米粉體與二氧化鈦納米膜而言，其擁有更大的比表面積，其吸附能力也更強(qiáng)，因此具有優(yōu)異的光電催化性能。二氧化鈦納米管具有較強(qiáng)的光催化性能可以將其制成催化劑，他對(duì)水中的多數(shù)污染物都有很好的降解能力。二氧化鈦納米管摻雜金屬后，增加了二氧化鈦光催化劑的表面積并且提高了二氧化鈦催化劑的光催化效率；將載體固定后使用起來(lái)更加方便且提高了光能的使用效率，又便于催化劑的循環(huán)利用。二氧化鈦納米粒子表面沉積貴金屬的方法很多，目前主要有光沉積、化學(xué)還原和高溫煅燒三類。這些方法雖然可以實(shí)現(xiàn)金屬納米粒子在二氧化鈦表面的負(fù)載，但是方法繁瑣，對(duì)反映要求比較嚴(yán)格，成本較高，而且負(fù)載率通常較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于基本上克服現(xiàn)有二氧化鈦納米管上負(fù)載金納米粒子方法較為繁瑣、反應(yīng)條件高、負(fù)載率較低的缺陷，提供一種工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，負(fù)載率較高的二氧化鈦納米管上負(fù)載金納米粒子的新方法。
[0004]
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案:一種二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法，包括如下步驟:
(1)按每ILpH值 為3-4的HNO3溶液中加入50-200ml鈦酸乙酯和20_80ml正丁醇，室溫?cái)嚢?0-15h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120-200°C下反應(yīng)4-6h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型Ti02納米顆粒；
(2)按每lLlOmol/L的NaOH溶液中加入l_50g金紅石型Ti02納米顆粒，磁力攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)12-48h，取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；
(3)按每1L50%巰基乙酸溶液加入將制得的l_50gTi02納米管，攪拌l-3h，再加入10-50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，攪拌l_3h，加入200_500mll%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)l_5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干。
[0005]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明不僅可實(shí)現(xiàn)均勻地在Ti02納米管和納米帶上負(fù)載Au納米粒子，納米粒子顆粒均勻、分布狹窄、分散度高、負(fù)載可控，而且工藝簡(jiǎn)單、可操作性和通用性強(qiáng)、適于大規(guī)模生產(chǎn)、所需設(shè)備簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的TiO2納米微粒的透射電鏡圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的TiO2納米管的透射電鏡圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的Au摻雜TiO2納米管的透射電鏡圖。
[0007]
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]實(shí)施例1
將150ml鈦酸乙酯和75ml正丁醇混合均勻后加入至IOOOmlpH值為3.5的HNO3溶液中，室溫?cái)嚢?5h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中180°C下反應(yīng)5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型TiO2納米顆粒df20g金紅石型TiO2納米顆粒加入至1000mll0mol/L的NaOH溶液中，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)36h，產(chǎn)物取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；將20gTi02納米管加入至1000ml50%巰基乙酸溶液，攪拌3h，再加入30ml0.lmol/lHAuCl4溶液，攪拌3h，加入400mll%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到摻雜貴金屬金的TiO2納米管。
[0010]實(shí)施例2
將200ml鈦酸乙酯和80ml正丁醇混合均勻后加入至IOOOmlpH值為4的HNO3溶液中，室溫?cái)嚢?5h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中200°C下反應(yīng)6h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型TiO2納米顆粒；將50g金紅石型TiO2納米顆粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)48h，產(chǎn)物取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；將50gTi02納米管加入至1000ml50%巰基乙酸溶液，攪拌3h，再加入50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，攪拌3h，加入500mll%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到摻雜貴金屬金的TiO2納米管。
[0011]實(shí)施例3
將50ml鈦酸乙酯和20ml正丁醇混合均勻后加入至IOOOmlpH值為3的HNO3溶液中，室溫?cái)嚢?0h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C下反應(yīng)4h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型TiO2納米顆粒；將Ig金紅石型TiO2納米顆粒加入至1000mll0mol/L的NaOH溶液中，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)12h，產(chǎn)物取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；將IgTiO2納米管加入至1000ml50%巰基乙酸溶液，攪拌lh，再加入IOml0.lmol/lHAuCl4溶液，攪拌lh，加入200ml 1%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)lh，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到摻雜貴金屬金的TiO2納米管。
[0012]實(shí)施例4
將IOOml鈦酸乙酯和60ml正丁醇混合均勻后加入至IOOOmlpH值為4的HNO3溶液中，室溫?cái)嚢?0h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中180°C下反應(yīng)5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型TiO2納米顆粒；將30g金紅石型TiO2納米顆粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)30h，產(chǎn)物取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；將25gTi02納米管加入至1000ml50%巰基乙酸溶液，攪拌l_3h，再加入10-50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，攪拌2h，加入300ml 1%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)3h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到摻雜貴金屬金的TiO2納米管。
[0013]實(shí)施例5
將IOOml鈦酸乙酯和40ml正丁醇混合均勻后加入至IOOOmlpH值為3的HNO3溶液中，室溫?cái)嚢?0h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中180°C下反應(yīng)5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型TiO2納米顆粒；將30g金紅石型TiO2納米顆粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)30h，產(chǎn)物取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管；將25gTi02納米管加入至1000ml50%巰基乙酸溶液，攪拌2h，再加入10-50ml0.1moVlHAuCl4溶液，攪拌l_3h，加入200ml 1%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)4h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到摻雜貴金屬金的TiO2納米管。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)按每IL的中加入50-200ml鈦酸乙酯和20_80ml正丁醇，室溫?cái)嚢?0_15h，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120-200°C下反應(yīng)4-6h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得金紅石型Ti02納米顆粒； (2)按每lLlOmol/L的NaOH溶液中加入l_50g金紅石型TiO2納米顆粒，磁力攪拌均勻后，轉(zhuǎn)移至密封反應(yīng)釜中，加熱至110°C反應(yīng)12-48h，取出后冷卻、超聲分散、過(guò)濾、洗滌、烘干，得TiO2納米管； (3)按每1L50%巰基乙酸溶液加入l-50g制得的TiO2納米管，攪拌l_3h，再加入10-50ml0.1moVlHAuCl4溶液，攪拌l_3h，加入200_500mll%檸檬酸三鈉溶液，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中120°C反應(yīng)l_5h，產(chǎn)物冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法，其特征在于:所述的HNO3溶液pH值為3-4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法，其特征在于:所述的金紅石型TiO2納米顆粒加入量為l_50g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鈦納米管負(fù)載金納米粒子的方法，其特征在于:所述的TiO2納米管加入量為l_50g。
【文檔編號(hào)】B01J35/02GK103657646SQ201210328995
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】朱金苗, 李雙 申請(qǐng)人:合肥師范學(xué)院