[發(fā)明專利]二氧化鈦微米管材料及其制備方法無效

申請?zhí)枺?/td>	201010132286.0	申請日：	2010-03-25
公開（公告）號：	CN101817552A	公開（公告）日：	2010-09-01
發(fā)明（設計）人：	秦曉燕;王曉寧;黃柏標;張曉陽	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	C01G23/047	分類號：	C01G23/047;B01J21/06;B01J35/10
代理公司：	濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221	代理人：	王立曉
地址：	250100 山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	氧化微米材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及一種二氧化鈦微米管材料，特別涉及一種二氧化鈦微米管材料及其制備方法，屬于半導體光催化材料制備技術領域。

背景技術

隨著人類社會的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)成為制約當今世界可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題。國內(nèi)外大量研究表明，光催化技術能夠降解污染物，分解水制備氫氣，成為解決環(huán)境問題和能源問題最具前景的技術之一。自從1972年Fujishima和Honda在半導體二氧化鈦電極上發(fā)現(xiàn)水在光照下產(chǎn)生氫氣和氧氣以來，以二氧化鈦為基礎的光催化材料得到了廣泛的研究。

二氧化鈦作為光催化材料具有眾多優(yōu)點：化學性能穩(wěn)定，吸收紫外線能力強，量子效率和催化效率高，無毒無味，來源豐富，價格低廉等。這使得二氧化鈦光催化材料已經(jīng)得到實際應用。但同時，二氧化鈦的應用也面臨許多的挑戰(zhàn)。二氧化鈦禁帶寬度為3.2?eV，光吸收僅限于紫外區(qū)，對太陽能的利用率低；二氧化鈦光照后產(chǎn)生的光生電子與空穴容易重新復合，或者被亞穩(wěn)態(tài)表面所俘獲，從而失去活性；液相中使用的二氧化鈦處于懸浮態(tài)，難以沉降和回收，造成污染和浪費

自從1991年碳納米管的發(fā)現(xiàn)以來，管狀結(jié)構(gòu)的材料引起了廣泛關注。由于具有特殊的結(jié)構(gòu)和力學、電學性質(zhì)，管狀結(jié)構(gòu)已被廣泛應用于微流體和光學儀器、生物設備、化學微反應器以及復合材料的制備等領域。高縱橫比的二氧化鈦納米管層比納米顆粒層光催化活性要高得多，因此，二氧化鈦管狀材料在光催化和光電池領域有著引人矚目的潛在應用價值。近年的研究發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦晶體的{001}面，表面能很高，作為光催化材料表現(xiàn)出更高的反應活性，對提高二氧化鈦材料的催化活性起重要作用。目前還沒有關于富二氧化鈦{001}面微晶體組成的二氧化鈦微米管材料的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前二氧化鈦光催化材料存在難以沉降回收以及催化活性較低等問題，提供了一種二氧化鈦微米管材料，該種材料容易回收和循環(huán)使用，二氧化鈦微晶暴露出的{001}晶面能提高光催化活性。

本發(fā)明的另一目的是提供該種二氧化鈦微米管材料的制備方法，該方法過程簡單，易于控制，成本低，易于大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明采取的技術方案為：

二氧化鈦微米管材料，它的尺寸為長70-150微米，外徑10-15微米，微米管表層的二氧化鈦微晶暴露具有高反應活性的{001}晶面。

所述的二氧化鈦微米管材料壁厚2.5-3.5微米。

上述二氧化鈦微米管材料的制備包括以下步驟：

（1）將一定量的?(NH₄)₂TiF₆溶于去離子水中，攪拌一定時間，使溶液呈澄清狀態(tài)；

（2）取氧化鋯多晶纖維適量浸入步驟（1）得到的溶液中，并將此混合物移入反應釜，在160℃-220℃保溫6-30小時；

（3）反應釜自然冷卻后，將所得物用去離子水和無水酒精過濾洗滌，將產(chǎn)物烘干。

步驟（1）所述的(NH₄)₂TiF₆用量為每40ml去離子水用2.97g?(NH₄)₂TiF₆，攪拌時間為0.5-1小時。

步驟（2）中氧化鋯多晶纖維用量：（NH₄)₂TiF₆與氧化鋯物質(zhì)的量比為1.5：1。