[发明专利]一种二氧化钛均匀负载的碳纳米棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以碳纳米棒为载体，二氧化钛均匀负载在其表面的复合碳纳米棒的制备方法，属于纳米技术领域。

背景技术

TiO₂的物理化学性质稳定，具有很好的光电性质，对生物安全无毒，来源丰富，并且产生的光生电子－空穴电势电位高从而具有很强的氧化性和还原性，是一种优良的光催化剂，并被公认为是环境治污领域最具开发和应用潜力的环保型光催化材料。

碳纳米棒由于尺寸小，比表面积大，孔结构及表面化学性质可控，表面键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的缺陷位置增加，具备了作为催化剂载体的良好条件，因此，近年来被越来越广泛地应用于催化领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种方法简单易行，可操作性强，重复性较好，成本较低的二氧化钛均匀负载的碳纳米棒的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它选用钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒为载体，通过水热法负载TiO₂纳米颗粒，最终得到一种二氧化钛均匀负载的碳纳米棒复合材料，具体的步骤是：

1）将硫酸氧钛(TiOSO₄),L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-130：15-40：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；

2）将该粉末混合物与钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒以质量比10-30：1-15的比例加入到40-60ml超纯水中，搅拌40-60分钟，并放入水热反应釜中反应；

3）在160-180℃温度下反应2-5小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。

本发明优选的技术方案是：1）将TiOSO₄，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为115：25：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；

2）将该粉末混合物与钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒以质量比20：8的比例加入到50ml超纯水中，搅拌50分钟，并放入水热反应釜中反应；

3）在170℃温度下反应3.5小时后，自然冷却8小时；之后将反应物离心7分钟，无水乙醇清洗3次，在70℃下干燥10小时，研磨后即得目标产物。

本发明所述的钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒通过如下步骤制成：

1）将淀粉，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-150：7-20：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；

2）将该粉末混合物与自制的管径为4—10nm的钛酸盐纳米管以质量比10-20：1-10的比例加入到40-60ml超纯水中，超声5-15分钟，并放入水热反应釜中反应；

3）在160-180℃温度下反应5—9小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。

本发明的有益效果：本发明的制备条件温和，方法简单易行，可操作性强，重复性较好，成本较低，具有一定的普适性。

附图说明

图1是本发明所述二氧化钛均匀负载的碳纳米棒的透射电镜图。

图2是本发明所述二氧化钛均匀负载的碳纳米棒的高倍透射电镜图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：本发明是选用钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒为载体，通过水热法负载TiO₂纳米颗粒，最终得到一种二氧化钛均匀负载的碳纳米棒复合材料，具体的步骤是：

1）将TiOSO₄，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为100-130：15-40：1-5的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；

2）将该粉末混合物与钛酸盐纳米管为骨架的碳纳米棒以质量比10-30：1-15的比例加入到40-60ml超纯水中，搅拌40-60分钟，并放入水热反应釜中反应；

3）在160-180℃温度下反应2-5小时后，自然冷却6-10小时；之后将反应物离心5-10分钟，无水乙醇清洗2-4次，在60-80℃下干燥8-12小时，研磨后即得目标产物。

实施例1：本发明所述的制备方法包括如下步骤：

1）将TiOSO₄，L-赖氨酸，以及十二烷基硫酸钠以质量比为115：25：3的比例充分混合均匀后，形成粉末混合物；