[發明專利]包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊制備方法

無效

• 申請號: 201010165338.4
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101862627A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 李和興;卞振鋒;朱建;曹鋒雷;王少華
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J23/38
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 楊杰民

技術領域

本發明為二氧化鈦微膠囊的制備，具體地說是一種包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊制備方法。

技術背景

上世紀80年代初，人們發現納米尺寸效應，隨著粒徑的減小，納米材料的比表面積大幅度增大，表面原子數目占整個粒子的比例也大為增加。表面原子總數的增加導致表面原子配位不飽和性的提高，從而產生了大量的懸鍵和不飽和鍵，表面臺階、褶皺和缺陷隨之增加，使納米材料與大尺度的催化劑相比具有更高的催化活性。例如：金一直被認為是一種低活性的催化材料，但當金被分散為納米級時，可表現出很高的催化活性。納米尺度的貴金屬材料，因其突出的催化性質、電性質、磁性質和光學性質，已經成為最重要的納米材料和納米科技研究領域。

由于貴金屬表面能大，容易團聚，使用時一般都負載到載體，現有技術的負載方法是浸漬。這種方法只能使貴金屬吸附在載體的表面，反應過程中容易使貴金屬流失，活性位丟失，活性下降。把貴金屬包裹在載體中，就可以減少催化劑失活的幾率。現有技術是層層疊加(layer?by?layer)的方法，先在模板外吸附貴金屬納米粒子，然后在表面負載一層載體，最后去除里面的模板得到包裹貴金屬納米粒子的催化劑。現有技術的缺點是：合成過程步驟復雜繁瑣，而且會導致包裹的殼在去除模板時會破裂。所以發明一種工藝簡單、方便快捷、生產效率高的包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊制備方法是非常必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、方便快捷、生產效率高的包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊制備方法，步驟如下：

(1)制備貴金屬前驅溶液：將貴金屬前驅物加入無水乙醇中，制得貴金屬前驅溶液；

(2)制備溶液A：常溫將5-15mL甘油緩慢滴入20mL貴金屬前驅溶液中，室溫下劇烈攪拌10-30min，得中間產物溶液A；

(3)制備TiO₂溶膠：取鈦的前驅物滴入溶液A中，劇烈攪拌；滴完后繼續攪拌30min，制得均勻透明的TiO₂溶膠；

(4)制備溶膠B：將5ml-15ml乙醚加入步驟(3)制得的溶膠中，攪拌10min，得溶膠B；

(5)制備TiO₂前驅物：將溶膠B移入到50mL水熱釜中，溫度373-433K，靜置0.5-6h陳化，取出、自然冷卻至室溫；取沉淀物用乙醇洗滌3次，抽濾后放入烘箱373K干燥；

(6)制備包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊：將步驟(5)制得的TiO₂前驅物，移入50mL水熱釜中，加二次蒸餾水40ml，保持溫度373-433K，靜置1-12h陳化；取出、自然冷卻至室溫；取沉淀物用乙醇洗滌3次，抽濾后放入373K烘箱干燥；得包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊。

步驟(1)中，貴金屬前驅物為氯金酸，氯鉑酸，氯化鈀，氯化銀中的一種。

步驟(2)中鈦的前驅物為硫酸鈦、硫酸氧鈦中的一種，優選為硫酸氧鈦。

步驟(5)中優選溫度為382-384K；優選陳化時間為1h。

步驟(6)中優選溫度為382-384K，優選陳化時間為4h。

本發明的要點是：

通過簡單的溶劑熱結合二次水熱法制備技術，即可獲得包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊；通過改變貴金屬前驅溶液的種類可以制備包裹不同貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊。

本發明具體方法分為如下步驟：

首先在常溫下，配制前驅溶液；然后將前驅溶液轉移到聚四氟乙烯水熱釜中，得到的沉淀物在一定的溫度和時間條件下進行二次水熱處理；最后，冷卻至室溫即可得到包裹貴金屬納米粒子的二氧化鈦微膠囊。

貴金屬前驅物可以是氯金酸，氯鉑酸，氯化鈀，氯化銀中的一種；也可以是其它各種貴金屬的前驅物，貴金屬的量可以按照負載量的多少來投放。

鈦的前驅物是硫酸鈦、硫酸氧鈦中的一種，其中以硫酸氧鈦為最佳。

前驅溶液是將0.5-2mL的鈦前驅物緩慢滴入10-30mL的無水乙醇，5ml-15ml甘油，5ml-15ml乙醚和一定量貴金屬前驅物的混合物中制得A液，A液在室溫下強烈攪拌10-30min。

將上述制得的A液放入50ml水熱釜在373-433K靜置0.5-6h陳化制得前驅體B，優選的陳化時間為1h；優選陳化溫度為382-384K。