[发明专利]TiO2纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，具体的说，本发明涉及一种TiO₂纳米纤维的制备方法。

背景技术

纳米级TiO₂具有较强的吸收紫外线的能力和较高的光催化活性，常常用于化妆品，油漆分散剂，工业废水处理等方面。迄今，利用模板法、溶胶凝胶法已成功地制备出了纳米TiO₂颗粒。纳米线、纳米管、纳米带等。静电纺丝法作为制备连续性纳米级纤维的主要方法，近年来引起了人们的普遍关注，已经有多种聚合物熔体或溶液体系被用于静电纺丝等。将静电纺丝技术进一步应用到无机体系，他们以聚乙烯醇为基体，乙醇为溶剂，作为催化剂，通过静电纺丝法制备了纳米纤维无纺布，并进一步在不同温度下煅烧获得了不同晶型的纳米纤维无纺布材料。现有的TiO₂纳米纤维的制备方法，普遍反映条件苛刻，生产成本高，生产率低，产品质量也不是很理想。

发明内容

本发明就是针对上述技术问题，提供了一种成本低廉，反应条件简单，产品质量好的TiO₂纳米纤维的制备方法。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明的TiO₂纳米纤维的制备方法，其特征在于：称取PVP溶解于10-40ml 无水乙醇中，在室温下搅拌至溶解成均一溶液。然后将2-8ml 钛酸正丁酯和醋酸的混合溶液;体积比为倒入PVP溶液中，磁力搅拌2-8h，由于钛酸正丁酯的水解，就可以得到PVP- TiO₂前驱体溶液。将制得的PVP- TiO₂前驱体溶液加入到一个静电纺丝装置中，调节电压及喷丝头到接受板的间距，就可以得到直径约为300-600nm 的PVP- TiO₂复合纤维无纺布；将制得的复合纤维无纺布取下后，置于马弗炉中，先在90℃时，恒温8-20h，然后以150℃/h的速率升温，且分别在设定的温度550、800、990℃下保温5-10h，得到TiO₂纳米纤维。

本发明的有益效果：本发明反应条件简单，无需大型辅助设备，适合中小企业使用；初始投入低廉，并且原理易于获得，原材料要求纯度低，大幅度降低了生产成本。

本工作以聚乙烯吡咯烷酮作为络合剂钛酸四正丁酯反应，采用电纺丝的方法制备了含有无定形TiO₂的PVP- TiO₂复合纤维，并通过在不同温度下的锻烧，可以得到不同晶型的纳米纤维，并且用光降解苯酚水溶液的方法证明了在550℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO₂电纺纤维具有良好的光催化性能。

具体实施方式

本发明的TiO₂纳米纤维的制备方法，其特征在于：称取PVP溶解于10-40ml 无水乙醇中，在室温下搅拌至溶解成均一溶液。然后将2-8ml 钛酸正丁酯和醋酸的混合溶液;体积比为倒入PVP溶液中，磁力搅拌2-8h，由于钛酸正丁酯的水解，就可以得到PVP- TiO₂前驱体溶液。将制得的PVP- TiO₂前驱体溶液加入到一个静电纺丝装置中，调节电压及喷丝头到接受板的间距，就可以得到直径约为300-600nm 的PVP- TiO₂复合纤维无纺布；将制得的复合纤维无纺布取下后，置于马弗炉中，先在90℃时，恒温8-20h，然后以150℃/h的速率升温，且分别在设定的温度550、800、990℃下保温5-10h，得到TiO₂纳米纤维。

实施例1：本发明的TiO₂纳米纤维的制备方法，其特征在于：称取PVP溶解于10ml 无水乙醇中，在室温下搅拌至溶解成均一溶液。然后将3ml 钛酸正丁酯和醋酸的混合溶液;体积比为倒入PVP溶液中，磁力搅拌2-8h，由于钛酸正丁酯的水解，就可以得到PVP- TiO₂前驱体溶液。将制得的PVP- TiO₂前驱体溶液加入到一个静电纺丝装置中，调节电压及喷丝头到接受板的间距，就可以得到直径约为400nm 的PVP- TiO₂复合纤维无纺布；将制得的复合纤维无纺布取下后，置于马弗炉中，先在90℃时，恒温12h，然后以150℃/h的速率升温，且分别在设定的温度550、800、990℃下保温6h，得到TiO₂纳米纤维。