[发明专利]包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法

说明书

技术领域

本发明为二氧化钛微胶囊的制备，具体地说是一种包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法。

技术背景

上世纪80年代初，人们发现纳米尺寸效应，随着粒径的减小，纳米材料的比表面积大幅度增大，表面原子数目占整个粒子的比例也大为增加。表面原子总数的增加导致表面原子配位不饱和性的提高，从而产生了大量的悬键和不饱和键，表面台阶、褶皱和缺陷随之增加，使纳米材料与大尺度的催化剂相比具有更高的催化活性。例如：金一直被认为是一种低活性的催化材料，但当金被分散为纳米级时，可表现出很高的催化活性。纳米尺度的贵金属材料，因其突出的催化性质、电性质、磁性质和光学性质，已经成为最重要的纳米材料和纳米科技研究领域。

由于贵金属表面能大，容易团聚，使用时一般都负载到载体，现有技术的负载方法是浸渍。这种方法只能使贵金属吸附在载体的表面，反应过程中容易使贵金属流失，活性位丢失，活性下降。把贵金属包裹在载体中，就可以减少催化剂失活的几率。现有技术是层层叠加(layer by layer)的方法，先在模板外吸附贵金属纳米粒子，然后在表面负载一层载体，最后去除里面的模板得到包裹贵金属纳米粒子的催化剂。现有技术的缺点是：合成过程步骤复杂繁琐，而且会导致包裹的壳在去除模板时会破裂。所以发明一种工艺简单、方便快捷、生产效率高的包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、方便快捷、生产效率高的包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊制备方法，步骤如下：

(1)制备贵金属前驱溶液：将贵金属前驱物加入无水乙醇中，制得贵金属前驱溶液；

(2)制备溶液A：常温将5-15mL甘油缓慢滴入20mL贵金属前驱溶液中，室温下剧烈搅拌10-30min，得中间产物溶液A；

(3)制备TiO₂溶胶：取钛的前驱物滴入溶液A中，剧烈搅拌；滴完后继续搅拌30min，制得均匀透明的TiO₂溶胶；

(4)制备溶胶B：将5ml-15ml乙醚加入步骤(3)制得的溶胶中，搅拌10min，得溶胶B；

(5)制备TiO₂前驱物：将溶胶B移入到50mL水热釜中，温度373-433K，静置0.5-6h陈化，取出、自然冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤3次，抽滤后放入烘箱373K干燥；

(6)制备包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊：将步骤(5)制得的TiO₂前驱物，移入50mL水热釜中，加二次蒸馏水40ml，保持温度373-433K，静置1-12h陈化；取出、自然冷却至室温；取沉淀物用乙醇洗涤3次，抽滤后放入373K烘箱干燥；得包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。

步骤(1)中，贵金属前驱物为氯金酸，氯铂酸，氯化钯，氯化银中的一种。

步骤(2)中钛的前驱物为硫酸钛、硫酸氧钛中的一种，优选为硫酸氧钛。

步骤(5)中优选温度为382-384K；优选陈化时间为1h。

步骤(6)中优选温度为382-384K，优选陈化时间为4h。

本发明的要点是：

通过简单的溶剂热结合二次水热法制备技术，即可获得包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊；通过改变贵金属前驱溶液的种类可以制备包裹不同贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。

本发明具体方法分为如下步骤：

首先在常温下，配制前驱溶液；然后将前驱溶液转移到聚四氟乙烯水热釜中，得到的沉淀物在一定的温度和时间条件下进行二次水热处理；最后，冷却至室温即可得到包裹贵金属纳米粒子的二氧化钛微胶囊。

贵金属前驱物可以是氯金酸，氯铂酸，氯化钯，氯化银中的一种；也可以是其它各种贵金属的前驱物，贵金属的量可以按照负载量的多少来投放。

钛的前驱物是硫酸钛、硫酸氧钛中的一种，其中以硫酸氧钛为最佳。

前驱溶液是将0.5-2mL的钛前驱物缓慢滴入10-30mL的无水乙醇，5ml-15ml甘油，5ml-15ml乙醚和一定量贵金属前驱物的混合物中制得A液，A液在室温下强烈搅拌10-30min。

将上述制得的A液放入50ml水热釜在373-433K静置0.5-6h陈化制得前驱体B，优选的陈化时间为1h；优选陈化温度为382-384K。