[发明专利]TiO2纳米结构、膜和薄层及其制备方法

权利要求书

1、一种合成大尺寸纳米结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a将大量的TiO₂粉末与一定体积的碱金属或碱性溶液混合，以形成混合物；和

b在高于160℃的温度下加热所述混合物一段时间，以形成含TiO₂的大尺寸纳米结构；

所述含TiO₂的大尺寸纳米结构在不含包括Ti的基体的环境中生成。

2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述混合物是放置在密闭容器中的。

3、根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述加热步骤包括将所述包括混合物的密封容器放到烘炉中加热。

4、根据权利要求1所述方法，其特征在于，加热该混合物的温度在180-300℃的范围内。

5、根据权利要求1所述方法，其特征在于，加热时间在约3-960小时的范围内。

6、根据权利要求1所述方法，其特征在于，进一步包括采用蒸馏水或稀酸洗涤所述含TiO₂的大尺寸纳米结构的步骤。

7、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述含TiO₂的大尺寸纳米结构包括典型直径范围大约为20nm到150nm的纳米纤维。

8、根据权利要求7所述方法，其特征在于，纳米纤维一般是TiO₂-B相或钛酸盐相。

9、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述碱金属溶液包括一种下列物质或它们中任意组合的混合物：氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)、氢氧化铷(RbOH)、氢氧化铯(CsOH)。

10、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述碱性溶液包括一种下列物质或它们中任意组合的混合物：氢氧化镁[Mg(OH)₂]、氢氧化钙[Ca(OH)₂]、氢氧化锶[Sr(OH)₂]和氢氧化钡[Ba(OH)₂]。

11、根据权利要求1所述方法制备的含TiO₂的大尺寸纳米结构。

12、一种合成纳米结构，其特征在于，所述合成纳米结构包括根据下列反应式的化学反应产物：

2NaOH+3TiO₂＝Na₂Ti₃O₇+H₂O，

其中，该化学反应在高于的160℃的温度下反应一段时间，以使反应产物形成，并且在此，化学反应在不含包括Ti的基体的环境中进行。

13、根据权利要求12所述合成纳米结构，其特征在于，所述化学反应在密闭容器中进行。

14、根据权利要求12所述合成纳米结构，其特征在于，所述有效反应温度范围在180-300℃之间。

15、根据权利要求14所述合成纳米结构，其特征在于，所述有效反应时间范围在3-960小时之间。

16、根据权利要求15所述合成纳米结构，其特征在于，所述第一反应物TiO₂是以粉末的形式提供，并且所述第二反应物包括无机基团，并以溶液的形式提供。

17、根据权利要求16所述合成纳米结构，其特征在于，第二反应物包括NaOH，并且反应产物包括化学式为Na₂Ti₃O₇的化合物。

18、根据权利要求17所述合成纳米结构，其特征在于，所述化学式为Na₂Ti₃O₇的化合物是以纳米纤维的形式，其典型直径范围是20nm到150nm。