[發明專利]一種在鈦基底上制備片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的方法

在審

• 申請號: 201811035987.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109264777A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 宋娟;程永健
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G23/047
• 分類號: C01G23/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及表面微納米功能結構的制備技術領域，具體為一種在鈦基底表面制備結晶型片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的方法。本發明通過熱處理的方法在在鈦基底上直接獲得自支撐的金紅石型TiO₂三維微納米片狀或多孔球狀結構，具有工藝簡單、結構穩定、分布均勻、可循環使用、可規模化生產等優點，可應用于光催化、減少電磁反射、環境凈化、航空航天、醫學等領域。

技術領域

本發明涉及表面微納米功能結構的制備技術領域，具體為一種在鈦基底上制備結晶型片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的方法。

背景技術

二氧化鈦因為其高化學穩定性、無毒無害、較高的光電轉換效率、低成本的優點，廣泛應用于光催化、環境凈化、醫學、軍事等領域。

目前已有很多種片狀和多孔球狀二氧化鈦結構的方法：主要包含有水熱法，溶膠-凝膠法，而通過熱處理方法制備的暫無報道。水熱法，溶膠-凝膠法等化學方法所構造的三維結構二氧化鈦主要為納米級的球狀結構或片狀結構，顆粒較小，這樣制備出的二氧化鈦容易發生團聚和堆積。直接應用時通常直接分散在環境中，但這樣不易回收和重復利用。或將顆粒沉積在玻璃和金屬基底上，但這樣顆粒和基底間的黏附性不強，且容易分布不均。

發明內容

本發明提供了一種簡單，高效，可控的在鈦基底上直接制備結晶型TiO₂片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的方法的新方法。本發明通過熱處理的方法在在鈦基底上直接獲得自支撐的金紅石型TiO₂三維微納米片狀或多孔球狀結構，具有工藝簡單、結構穩定、分布均勻、可循環使用、可規模化生產等優點，可應用于光催化、減少電磁反射、環境凈化、航空航天、醫學等領域。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種結晶型片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的制備方法，其特征是：首先將作為基底的Ti片放入酸洗溶液中進行酸洗處理，去除表面氧化層；再置于氮氣氛圍保護下的管式爐中進行熱處理，獲得結晶型TiO₂片狀或多孔球狀二氧化鈦結構。

進一步，Ti片的純度在95wt.％以上。

進一步，酸洗溶液中，氫氟酸、硝酸和去離子水的體積比為1:3:6，酸洗時間為10-40s。

進一步，在氮氣氛圍中進行熱處理，溫度為700-800℃，保溫時間2-8h。

本發明的優點是：

1)提供了一種簡單，高效，可控的制備結晶型TiO₂三維微納片狀或多孔球狀二氧化鈦結構的新方法。

2)該微納米結構直接從基底上長出，結構穩定，耐候性好，可重復利用。

3)其擁有很高比表面積，分布均勻，吸附性能和吸光性能都得到提高。

附圖說明

圖1為實施例1熱處理后的表面球狀微納米結構的電鏡圖。圖1的高倍電鏡圖證明了按照實施例1的工藝方法，在鈦基底上制備出了微納米級的多孔球狀結構，圖1的低倍電鏡圖證明了以此工藝方法在鈦基底上制備出的多孔球狀微納米結構在鈦基底表面分布均勻，利于吸附性能和吸光性能的提高。(a)低倍電鏡圖；(b)高倍電鏡圖。

圖2為實施例2熱處理后的表面片微納米結構。圖2的高倍電鏡圖證明了按照實施例2的工藝方法，在鈦基底上制備出了微納米級的片狀結構，圖2的低倍電鏡圖證明了以此工藝方法在鈦基底上制備出的片狀微納米結構在鈦基底表面分布均勻。利于吸附性能和吸光性能的提高。(a)低倍電鏡圖；(b)高倍電鏡圖。