[发明专利]一种超长二氧化钛纳米线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超长二氧化钛纳米线的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

随着石油煤炭等能源的逐渐枯竭，环境污染日渐加剧，清洁绿色的可再生能源已经成为全球研究热点。二氧化钛作为一种环境友好的锂电材料，性能稳定，具有较高的光电转换率，高倍率性能和循环稳定性，快速充放电性能和较高的容量，脱嵌锂可逆性好等特点，在锂电池领域具有很好的应用前景。

然而，传统的水热法以及阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管纳米线，其长度在几纳米到几十纳米之间，并不能很好的达到对性能的要求。

本发明所采取的方法可大大提高二氧化钛纳米线的长度，从而提高其性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超长二氧化钛纳米线的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按20~40g/L的比例将纳米二氧化钛粉末置于8mol/L~12mol/L氢氧化钠溶液中，并电磁搅拌使其混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液置入反应釜中，油浴并搅拌反应20~24h；

（3）将反应后的溶液离心，沉淀用去离子水洗至PH为9，然后再用稀硝酸洗至PH为7后得到超长二氧化钛纳米线。

优选的，本发明步骤（1）所述的纳米二氧化钛粉末为市售的二氧化钛P25粉末。

优选的，本发明步骤（2）所述油浴的温度为100~140℃。

优选的，本发明步骤（2）所述搅拌的搅拌速率为300~500r/min。

优选的，本发明步骤（3）所述稀硝酸的浓度为0.1mol/L~0.3mol/L。

本发明所述的步骤（1）中，只有在合适的氢氧化钠浓度下，才能合成纳米线。

本发明所述的步骤（2）中，只有在反应过程中，加入机械搅拌，才有利于极细超长纳米管的形成。

本发明的有益效果为：本发明制备的二氧化钛纳米线极细超长，纳米线长度在10μm～15μm，性能较好，同时，利用物理和化学方法在这种纳米线中组装不同材料，构筑特殊纳米结构，其制备方法简单，加工过程对环境无污染，适用面广，制备成本较低等优点，有着广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例1所制得极细超长二氧化钛纳米线结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

本实施例所述超长二氧化钛纳米线的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按20g/L的比例将纳米二氧化钛粉末置于10mol/L的氢氧化钠溶液中，并电磁搅拌使其混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液置入反应釜中，100℃油浴并搅拌（300r/min）反应24h；

（3）将反应后的溶液离心，沉淀用去离子水洗至PH为9，然后再用0.3mol/L的稀硝酸洗至PH为7后得到超长二氧化钛纳米线。

由图1可以看出，所制得二氧化钛纳米线是以分散的纤维状存在，且图中所显现的二氧化钛纳米线长度大多都已超过5μm，比表面积较高。

实施例2

本实施例所述超长二氧化钛纳米线的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按30g/L的比例将纳米二氧化钛粉末置于12mol/L的氢氧化钠溶液中，并电磁搅拌使其混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液置入反应釜中，120℃油浴并搅拌（400r/min）反应22h；

（3）将反应后的溶液离心，沉淀用去离子水洗至PH为9，然后再用0.1mol/L的稀硝酸洗至PH为7后得到超长二氧化钛纳米线。

实施例3

本实施例所述超长二氧化钛纳米线的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按40g/L的比例将纳米二氧化钛粉末置于8mol/L的氢氧化钠溶液中，并电磁搅拌使其混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合溶液置入反应釜中，140℃油浴并搅拌（500r/min）反应20h；

（3）将反应后的溶液离心，沉淀用去离子水洗至PH为9，然后再用0.2mol/L的稀硝酸洗至PH为7后得到超长二氧化钛纳米线。