[發明專利]一種由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料及其合成方法

有效

• 申請號: 201410350522.4
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104140123A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 周國偉;陳奉嬌;李艷敬
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

1.一種由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料，其特征在于，所述三維花狀鈦酸由從結構中心向外發散的納米片組裝而成，層狀納米片的長度為100-600nm，寬度為50-200nm，厚度為10-15nm，每個層狀納米片的層數為6-10層，層狀納米片的層間距為0.5-1.5nm。

2.如權利要求1所述的一種由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料，其特征在于，層狀納米片的層間距為0.83nm。

3.權利要求1或2所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)向聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物(P123)中加入乙酸，升溫至30-50℃，攪拌溶解；

(2)向步驟(1)的溶液中加入鈦酸四丁酯(TBT)，攪拌溶解后停止攪拌，得到白色乳狀物，靜置持續反應2-96h；

(3)將步驟(2)反應后的白色乳狀物移至反應釜中，130-180℃靜置20-28h，得到白色沉淀；

(4)將白色沉淀分離，洗滌，干燥，即得由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料；

其中，步驟(1)、(2)中，P123、乙酸、鈦酸四丁酯的加入量的比為1g：(30-40)mL：(0.5-2)mL。

4.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，步驟(4)中，白色沉淀采用離心分離或抽濾分離；洗滌采用乙醇沖洗；干燥溫度為60-100℃，干燥時間為18-30h。

5.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，步驟(1)、(2)中，P123、乙酸、鈦酸四丁酯的加入量的比為1g：36.75mL：1.0mL。

6.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，步驟(2)中，靜置持續反應時間為24-96h。

7.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：向1.00g?P123中加入36.75mL乙酸升溫至40℃，攪拌至完全溶解；再加入1.00mL的TBT，攪拌溶解后停止攪拌，得到白色乳狀物；將上述乳狀物靜置持續反應2h，將反應后的白色乳狀物溶液轉至反應釜中，置于150℃恒溫箱中靜置24h；冷卻后將白色沉淀溶液抽濾分離，用乙醇反復過濾洗滌沉淀物，60℃下干燥24h，即得。

8.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：向1.00g?P123中加入36.75mL乙酸升溫至40℃，攪拌至完全溶解；再加入1.00mL的TBT，攪拌溶解后停止攪拌，得到白色乳狀物；將上述乳狀物靜置持續反應24h，將反應后的白色乳狀物溶液轉至反應釜中，置于150℃恒溫箱中靜置24h；冷卻后將白色沉淀溶液抽濾分離，用乙醇反復過濾洗滌沉淀物，60℃下干燥24h，即得。

9.如權利要求3所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：向1.00g?P123中加入36.75mL乙酸升溫至40℃，攪拌至完全溶解；再加入1.00mL的TBT，攪拌溶解后停止攪拌，得到白色乳狀物；將上述乳狀物靜置持續反應96h，將反應后的白色乳狀物溶液轉至反應釜中，置于150℃恒溫箱中靜置24h；冷卻后將白色沉淀溶液抽濾分離，用乙醇反復過濾洗滌沉淀物，60℃下干燥24h，即得。

10.權利要求1或2所述的由層狀納米片組裝的三維花狀鈦酸材料在光電轉換、磁光效應、高介電常數器件、濕敏傳感器、光催化、自清潔以及生物傳感領域中的應用。