[发明专利]一种TiO2微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TiO₂微球及其制备方法。

背景技术

纳米TiO₂不仅被大量地用于有害气体的光催化清除，并且在光催化降解水中有机污染物方面也表现出广阔的应用前景。此外，利用它还能够解决汞、铬、铅等金属离子的污染问题。尽管TiO₂纳米粒子具有这些优异的性质，但要在实际中大规模应用还急需解决一些问题。例如，如何克服TiO₂纳米粒子团聚，提高其稳定性；如何在使用后回收TiO₂纳米粒子等等。为此，各国科技工作者进行了大量的研究。通过研究，人们发现具有纳-微结构的TiO₂材料既具有TiO₂纳米材料的优良性质，又可以避免纳米材料易团聚不稳定、回收难的缺点。因此，如何制备具有纳-微结构的TiO₂材料成为了目前的研究热点之一。

在目前所研究的TiO₂纳-微材料中，由纳米粒子构成的TiO₂微球是一个比较有前途的光催化材料，有可能得到应用。并且，随着纳米技术的进步，TiO₂微球在一些其它领域，如纳米组装技术、光电器件、太阳能电池等，也受到了人们的关注。为此，人们对其制备方法进行了大量的研究，并建立了一些有效的制备方法，主要包括溶胶-凝胶法和喷雾干燥法等。然而，它们仍然存在着一些问题需要解决，如溶胶-凝胶法的制备周期较长，一般为数天甚至半个月。所得微球尺寸一般在500-800 nm之间，很难利用它制备尺寸更大的微球。而喷雾干燥法所制微球尺寸较大，所得微球一般在几十微米以上，利用它很难制备出尺寸小于十微米的微球。因此，尺寸在1-10 mm之间的微球的制备是目前技术的盲点。这对于研究和今后的产品开发不利。因此，开发一种操作简单、制备周期短、所得产品尺寸在1-10 mm之间的TiO₂微球制备技术对于纳米TiO₂光催化剂的实用具有重要意义。

发明内容

针对上述情况，本发明目的之一为了解决上述的技术问题而提供一种TiO₂微球，该微球尺寸在1-8mm之间。

本发明的目的之二是提供上述的一种TiO₂微球的制备方法。该制备方法具有操作简单、条件温和、适合大规模生产等特点。解决了目前TiO₂微球制备技术难于制取1-10mm微球的问题。该TiO₂微球尺寸分布相对较窄，具有较高的可见光催化性能，在能源、与环境保护领域中具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案

一种TiO₂微球，该TiO₂微球的粒径尺寸为1-8mm。

上述的一种TiO₂微球的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、在室温下，将钛酸四丁酯、十八胺加入到乙二醇中，控制钛酸四丁酯浓度为0.2mol/L、十八胺浓度为0.06-0.4mol/L制成溶液A；

（2）、室温下，将水和乙醇混合，控制水的浓度为11-27mol/L，得到溶液B；

（3）、按体积比计算，即溶液B:溶液A为6-10：5的比例，先将溶液B加入 到高压反应釜中，然后再将盛有溶液A的容器放入到高压反应釜中，控制温度为140-220℃进行反应12h，得到反应液；

（4）、将高压反应釜冷却至室温，将反应液离心，收集沉淀，使用去离子水 将沉淀洗涤至流出液pH为中性后，控制温度为40-60℃烘干，即可得到TiO₂微球。

上述所得的一种TiO₂微球，其粒径尺寸为1-8mm，可用作催化对硝基苯酚进行降解反应的催化剂，其可见光催化效率可达0-41%。

本发明的有益效果

本发明的一种TiO₂微球，其粒径尺寸为1-8mm，即尺寸分布较窄，具有较高的可见光催化性能，其用于对硝基苯酚进行降解反应的催化剂，其可见光催化效率可达0-41%，因此其在能源、与环境保护领域中具有广阔的应用前景。