[發(fā)明專利]一種二氧化鈦納米晶的低溫表面修飾方法有效

申請?zhí)枺?/td>	201010214926.2	申請日：	2010-06-29
公開（公告）號：	CN101890343A	公開（公告）日：	2010-11-24
發(fā)明（設計）人：	趙高凌;張俊;宋斌;陳志君;韓高榮	申請（專利權）人：	浙江大學
主分類號：	B01J21/06	分類號：	B01J21/06;C01G23/053
代理公司：	杭州求是專利事務所有限公司 33200	代理人：	韓介梅
地址：	310027 浙***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種氧化納米低溫表面修飾方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及一種二氧化鈦納米晶的低溫表面修飾方法，即在常溫下實現(xiàn)二氧化鈦納米晶的表面修飾，并以此來提高其光催化性能的方法，屬于新材料領域。

背景技術

納米二氧化鈦(TiO₂)是一種重要的無機半導體功能材料，由于它擁有獨特的電學、光學以及光化學等方面的性能而引起人們廣泛的關注。而且它做為光催化型抗菌劑，具有無毒，高溫下不變色、不分解，價格低廉，來源豐富，能隙較大，產生光生電子和空穴的電勢電位高，氧化性和還原性很強等特點，多年來一直受到人們的重視。但是銳鈦礦二氧化鈦是寬禁帶半導體(Eg＝3.2eV)，只能響應波長小于387nm的光子，所以只能利用太陽光中3～4％的紫外線，這限制了TiO₂作為高效光催化劑的大規(guī)模應用。為了能夠利用太陽能中45％的可見光，如何使二氧化鈦在可見光下具有有效地光催化性成為光催化學研究方向的熱點。

為了進一步提高納米二氧化鈦的光催化性能，摻雜是經(jīng)常被采用的一種有效改性方法。通過摻雜可以抑制載流子復合以提高量子效率，并擴大光波的響應范圍。近年來，有人采用物理或化學的方法將具有不同特性的有機或無機材料修飾到二氧化鈦表面，研究修飾物質的結構對材料性質的影響。中國專利公開號為CN?101371980A和CN?101371981A公開了一種介孔二氧化硅和磷酸表面修飾的納米二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，主要是通過介孔二氧化硅和磷酸的表面修飾來提高納米二氧化鈦的晶相轉變溫度，且使其含有少量金紅石的混合相，由于能級匹配，由銳鈦礦和金紅石相所形成的同質異相結有利于表面銳鈦礦發(fā)生光生電荷分離，進而提高納米二氧化鈦的光催化活性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種二氧化鈦納米晶的低溫表面修飾方法，通過烷基胺化物的表面修飾使銳鈦礦二氧化鈦納米晶表面的化學結構發(fā)生變化，誘導產生大量的晶格缺陷，同時發(fā)生非晶化，進而顯著地改善二氧化鈦納米晶的光催化活性。

本發(fā)明的二氧化鈦納米晶的低溫表面修飾方法，其步驟如下：

1)將鈦酸丁酯與乙醇按摩爾比為1∶5～9混合，形成溶液A；

2)將乙醇與去離子水按摩爾比為7.5～12∶40～400混合，形成溶液B，調節(jié)溶液B的pH值為1～7；

3)攪拌狀態(tài)下，將溶液A逐滴滴入溶液B中，得到TiO₂溶膠，在15～80℃下干燥，研磨，得到TiO₂納米晶；

4)將TiO₂納米晶加入到去離子水中，TiO₂納米晶與去離子的質量比為1∶30～200，超聲波分散成均勻的分散液，攪拌下加入過量的烷基胺化物表面修飾劑，得到含有表面修飾劑的溶膠。

5)將此溶膠在室溫下靜置陳化，在15～80℃下干燥，研磨，得到表面修飾的二氧化鈦納米晶。

上述的烷基胺化物表面修飾劑可以為二乙胺、三乙胺、丙胺、丁胺或六氫吡啶。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明無需特殊裝置和高溫條件，合成過程工藝簡單、操作方便、成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產。

2.本發(fā)明通過烷基胺化物的表面修飾，使其晶體表面的化學結構發(fā)生變化，誘導產生大量的晶格缺陷，同時加劇了晶體的非晶化程度，最終導致其光催化性能得到顯著地改善，這種烷基胺化物表面修飾的二氧化鈦納米晶擁有很高的開發(fā)使用價值。