[發(fā)明專(zhuān)利]一種不同黑度的無(wú)定型羥基化納米TiO2及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410424413.2 | 申請(qǐng)日: | 2014-08-27 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN104229876A | 公開(kāi)(公告)日: | 2014-12-24 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 王智宇;范晨堯;錢(qián)國(guó)棟;樊先平 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 浙江大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào): | C01G23/047 | 分類(lèi)號(hào): | C01G23/047;B82Y30/00 |
| 代理公司: | 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人: | 林松海 |
| 地址: | 310027 浙*** | 國(guó)省代碼: | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 不同 定型 羥基 納米 tio sub 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬氧化物功能材料的制備領(lǐng)域,特別涉及一種不同黑度的無(wú)定型羥基化納米TiO2及其制備方法。?
背景技術(shù)
納米TiO2是一種新型無(wú)機(jī)功能材料,具有比表面積大、表面活性高、光吸收性能好等獨(dú)特的性能。納米TiO2寶貴的光學(xué)性質(zhì)使其在汽車(chē)工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前景。納米TiO2還具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無(wú)毒性、超親水性、非遷移性,且完全可以與食品接觸,所以被廣泛應(yīng)用在抗紫外材料、紡織、光催化觸媒、自潔玻璃、防曬霜、涂料、油墨、食品包裝材料、造紙工業(yè)、航天工業(yè)、鋰電池中。?
雖然TiO2由于其良好的光學(xué)特性和電子輸運(yùn)性能而在太陽(yáng)能電池等方面有廣泛的應(yīng)用,但因?yàn)門(mén)iO2的寬禁帶寬度(3.2eV-3.7eV),使其只能響應(yīng)占太陽(yáng)輻射總能量5%的紫外光,從而大大限制了TiO2的應(yīng)用范圍。為了解決這個(gè)問(wèn)題,人們采用了很多方法,例如,向TiO2中加入可控的金屬或非金屬(N,?C,?F,?S等)雜質(zhì)改變其化學(xué)組成,是使其禁帶寬度窄化的有效方法。近年來(lái),有人提出了對(duì)納米TiO2進(jìn)行氫化處理,增加其羥基化程度,從而在TiO2納米晶表面產(chǎn)生無(wú)序?qū)拥姆椒āT摲椒ㄓ行岣吡薚iO2的可見(jiàn)光吸收,產(chǎn)生能帶帶尾使禁帶寬度大大減小,不僅讓TiO2的顏色發(fā)生了由白到黑的轉(zhuǎn)變,還提高了TiO2的光催化活性。越來(lái)越多的氫化制備黑色TiO2的研究表明,氫化使TiO2中出現(xiàn)氧空位和Ti3+離子,導(dǎo)致了禁帶寬度變窄和光生電子空穴對(duì)的分離,是TiO2光催化活性提高的主要原因。?
在席生岐等人所著專(zhuān)利《一種制備黑色二氧化鈦的方法》(申請(qǐng)(專(zhuān)利)號(hào):?CN201110120847.X)中,采用鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇、蒸餾水和冰醋酸為原料,在惰性氣體保護(hù)下焙燒得到了黑色的二氧化鈦,并且得到的黑色二氧化鈦不僅能夠比現(xiàn)有的白色的二氧化鈦具有更好的吸收太陽(yáng)光的能力,而且可以有效地將光響應(yīng)范圍拓展到可見(jiàn)光范圍內(nèi)。該法制備出性能優(yōu)異的黑色二氧化鈦,但存在工藝復(fù)雜,成本高昂等不足。?
超聲合成方法可以被用來(lái)刺激液相中的化學(xué)過(guò)程。近年來(lái)超聲因?yàn)槿菀资┘硬⑶铱僧a(chǎn)生在外部環(huán)境中無(wú)法進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)和物理變化而成為納米合成中的重要工具。當(dāng)溶液受到超聲輻射時(shí),溶液中產(chǎn)生封閉的氣泡,氣泡中心出現(xiàn)高溫高壓區(qū)域,這就是所謂的聲學(xué)空穴。而超聲的主要化學(xué)效應(yīng)就是來(lái)源于液相中氣泡的快速形成、生長(zhǎng)和崩塌。該過(guò)程能迅速將聲場(chǎng)中的低能量密度集中,超聲產(chǎn)生的極端條件(局部溫度>5000K,?壓力>20MPa,?冷卻速率>1010Ks-1)賦予了超聲處理溶液非常特殊的性質(zhì),包括使納米粒子更加離散,獲得更大的表面區(qū)域、更好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和相純度。超聲處理是一個(gè)簡(jiǎn)單節(jié)能的過(guò)程,被廣泛用于化學(xué)和生物領(lǐng)域以合成具有特殊性質(zhì)的材料。?
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不同黑度的無(wú)定型羥基化納米TiO2及其制備方法。?
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:?
不同黑度的無(wú)定型羥基化納米TiO2,它們是通過(guò)對(duì)水相一步合成后的無(wú)定型納米TiO2水合物進(jìn)行不同時(shí)間的超聲處理后得到的,超聲時(shí)間越長(zhǎng),納米TiO2的羥基化程度越高。
所述的水相一步合成是硫酸鈦溶液和氨水在水相中一步反應(yīng)。?
所述的超聲處理?xiàng)l件為溫度80℃、超聲功率密度1500W/100mL、頻率25Hz,超聲時(shí)間從半小時(shí)到8小時(shí)不等,超聲后蒸干得到的樣品固體為黑灰色,黑度隨超聲時(shí)間的延長(zhǎng)而加深。?
所述的超聲處理時(shí)間越長(zhǎng),得到的無(wú)定型羥基化納米TiO2在太陽(yáng)光和可見(jiàn)光照下都具有最高的光催化活性。?
納米TiO2的禁帶寬度隨超聲時(shí)間延長(zhǎng)而減小,比表面積和孔隙率隨超聲時(shí)間延長(zhǎng)而增大。?
一種所述的不同顏色的混合相納米TiO2的制備方法,具體步驟為:?
該專(zhuān)利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專(zhuān)利權(quán)人授權(quán)。該專(zhuān)利全部權(quán)利屬于浙江大學(xué),未經(jīng)浙江大學(xué)許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買(mǎi)此專(zhuān)利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410424413.2/2.html,轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專(zhuān)利網(wǎng)。





