[發明專利]一種交聯絲狀結構的納米TiO2

有效

• 申請號: 201910345370.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110054219B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 陳燁婷;左雄軍;顧鳳龍
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;B01J13/00;B01J21/06;B01J35/10;C07D307/46;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發明屬于無機納米材料領域，公開了一種交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠的合成方法和應用。該合成方法包括以下步驟：將鈦酸四乙酯倒入聚乙二醇中混合均勻，再向其中加入水，攪拌使鈦酸四乙酯水解，即得到交聯網絡結構的納米TiO₂溶膠。本發明所得交聯絲狀納米TiO₂直徑3～5nm，長度100nm～150nm。絲狀納米TiO₂彼此纏繞，形成毛線團狀聚集體。但由于團聚體的結構松散，且粒徑小，使得比表面積增大的同時不會發生團聚，充分發揮納米尺度的TiO₂的優勢。在電子微器件、電池材料、催化等領域具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明屬于無機納米材料領域，特別涉及一種交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠的合成方法和應用。

背景技術

TiO₂俗稱鈦白，化學性質穩定，在一般情況下與大部分物質不發生反應。在自然界中TiO₂有三種結晶：板鈦、銳鈦礦和金紅石型。工業上應用的TiO₂主要是銳鈦礦和金紅石型，廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫藥、食品等行業。納米TiO₂具有很強的吸收紫外線能力，較好的熱穩定性、化學穩定性和優良的光學、電學及力學等方面的特性，在催化劑載體、紫外線吸收劑、高效光敏催化劑、防曬護膚化妝品、塑料薄膜制品、水處理、精細陶瓷、生態陶瓷及氣敏傳感器元件等領域具有廣泛和潛在的應用前景。

納米TiO₂的制備方法主要有溶膠-凝膠法、水熱法、水解法、沉淀法、氣相沉積法等，其中溶膠-凝膠法的反應條件溫和，制得的納米TiO₂粒徑小，分散性好，無團聚，具有較大的比表面積、較大的表面能和較大的曲度。目前使用溶膠-凝膠法制備納米TiO₂時，常使用乙醇作為溶劑，以少量的鈦酸丁酯為鈦源，在攪拌足夠長的時間后，得到低濃度的納米TiO₂溶膠，再通過進一步的煅燒，得到納米TiO₂粉末。在煅燒的過程中，不僅需要消耗大量的能源，且制得的TiO₂容易團聚，使得納米TiO₂的粒徑增大，比表面積、表面能降低，曲度減小。

納米材料的聚集，是納米材料目前未能有效解決的普遍問題。納米材料的聚集，會降低納米材料的良好分散性，減小納米材料的比表面積，降低納米材料的表面能。不能充分利用納米材料的體積效應、表面效應和量子尺寸效應。限制了納米材料在多個領域的應用。

目前，還沒有采用聚乙二醇作為分散液制備交聯絲狀結構納米TiO₂溶膠的報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠的合成方法。

本發明另一目的在于提供上述方法制備的交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠。

本發明再一目的在于提供上述交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠在催化反應領域以及電池的電解質領域中的應用，尤其是在催化葡萄糖轉化為5-羥甲基糠醛中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠的合成方法，其包括以下步驟：將鈦酸四乙酯倒入聚乙二醇中混合均勻，再向其中加入水，攪拌使鈦酸四乙酯水解以及使納米TiO₂溶膠分布均勻，即得到交聯絲狀結構的納米TiO₂溶膠。

所述的聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一種；優選為聚乙二醇200；