[發明專利]一種一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片的制備方法

有效

• 申請號: 201010291719.7
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101935067A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 李春忠;顧鋒;邵瑋;張健
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;B82B3/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本發明涉及一種一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構的制備方法，屬于光電材料技術領域。

背景技術

納米材料自20世紀80年代首先研制成功以來，便以其獨有的物理化學性質受到人們的廣泛關注，并被應用于人們生活的各個方面。納米材料作為聯系原子、分子和宏觀體系的中間環節，展現出許多新奇的物理、化學性質，成為介觀領域研究的重點，對納米材料的研究使人們認識自然的角度進入一個新的層次，使人們進入過去從未探索過的新領域。

而在眾多的納米材料中，半導體納米材料納米氧化鈦以其氧化能力強，光照后不發生光腐蝕、化學性質穩定、耐酸堿性能好，對生物無毒，能隙較大，產生光生電子和空穴的電勢電位高，有很強的氧化性和還原性，成為世界上應用最為廣泛的納米材料之一。正是納米二氧化鈦優越的物理化學性能和廣泛的用途，使人們對于其制備的研究產生巨大興趣。

氧化鈦作為一種寬禁帶半導體，具有便宜、易制備、無毒、良好的生物相容性等特點，此外其特殊的表面結構使其易于與染料分子中的羧基、羥基等其它發色團形成酯鍵而得以化學吸附，這些特點使其在染料敏化光化學與光電化學領域具有非常好的應用前景。當前已經有研究制備了多種氧化鈦納米結構如顆粒、管、線、棒、片等，而控制合成納米材料有序排列并控制相鄰顆粒之間的距離可以改變納米材料之間的共振耦合等效應，在微電子器件、仿生材料等領域具有廣泛的應用前景。在納米尺度上控制納米材料的有序排列一直是一個具有挑戰性的課題。本發明是基于上述情況提出的一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構的制備方法。

發明內容

本發明提出一種一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構的制備方法，以克服現有制備方法的不足。

本發明是由如下技術方案實現的:

該水熱法制備銳鈦礦相氧化鈦納米片的步驟如下：

（1）按照本申請人已發表的文獻報道的方法制備一維鈦酸鹽納米線（Inorg.?Chem.?2009,?48,?9732–9736），樣品晶型結構如圖1所示；

（2）按一定摩爾比（2～13：1）稱取含氟無機物與一維納米氧化鈦，將含氟無機物溶解于去離子水中，然后加入一維鈦酸鹽納米線并超聲15～60分鐘，使體系分散均勻；

（3）將上述溶液轉移至高壓釜中，在一定溫度下（100～180℃）進行水熱反應2～48小時，過濾洗滌烘干后即可得到一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構。

所述含氟無機物是氫氟酸以及含氟的銨鹽、鈉鹽或鋰鹽。

本發明制備的氧化鈦片狀納米具有產量高、成本低、制備方便、結晶性良好、晶型確定等優點。在光催化、太陽能電池、氣敏及鋰離子電池等領域具有潛在應用前景。

附圖說明

圖1是一維鈦酸鹽納米線的X射線衍射圖譜；

圖2是本發明的納米片的X射線衍射圖譜；

圖3是本發明的納米片的透射電鏡照片。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作詳細描述，其將有助于理解本發明，但并不限制本發明的內容。

實施例1

按氟化銨與一維鈦酸鹽納米線的摩爾比2：1稱取兩種原料，將氟化銨溶于35毫升去離子水中，然后將一維鈦酸鹽納米線均勻分散（如超聲處理15～60分鐘）于其中。在50ml容量高壓釜中于100℃下水熱反應24小時，由去離子水洗凈烘干后即可得到一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構。

實施例2

按氟化銨與一維鈦酸鹽納米線的摩爾比2：1稱取兩種原料，將氟化銨溶于35毫升去離子水中，然后將一維鈦酸鹽納米線均勻分散（如超聲處理15～60分鐘）于其中。在50ml高壓釜中于180℃下水熱反應8小時，由去離子水洗凈烘干后即可得到一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構。樣品結構、形貌分別如圖2和圖3所示。

實施例3

按氟化銨與一維鈦酸鹽納米線的摩爾比6.7：1稱取兩種原料，將氟化銨溶于35毫升去離子水中，然后將一維鈦酸鹽納米線均勻分散（如超聲處理15～60分鐘）于其中。在50ml高壓釜中于180℃下水熱反應24小時，由去離子水洗凈后即可得到一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構。

實施例4

按氟化銨與一維鈦酸鹽納米線的摩爾比13：1稱取兩種原料，將氟化銨溶于35毫升去離子水中，然后將一維鈦酸鹽納米線均勻分散（如超聲處理15～60分鐘）于其中。在50ml高壓釜中于180℃下水熱反應24小時，由去離子水洗凈后即可得到一維有序排列的銳鈦型氧化鈦納米片結構。

上述氟化銨還可以是其他含氟無機物，如氫氟酸以及含氟的鈉鹽或鋰鹽。

上述一維鈦酸鹽納米線的制備方法見本申請人發表的文獻：Inorg.?Chem.?2009,?48,?9732–9736。