[发明专利]一种新型二氧化钛微粒材料及其制备方法、在环保领域中的应用

权利要求书

1.一种二氧化钛微粒材料，其特征在于，所述二氧化钛微粒材料为多孔二氧化钛微粒材料；

所述二氧化钛微粒具有表面皱褶的形貌；

所述二氧化钛微粒的粒径为5~200 μm ；

所述二氧化钛微粒的比表面积为20~240 m²/g；

所述二氧化钛微粒的孔径为2~50 nm；

所述二氧化钛微粒的孔体积为0.05~1.0 cm³/g 。

2.根据权利要求1所述的二氧化钛微粒材料，其特征在于，所述二氧化钛微粒含有羟基和/或Ti³⁺；

所述二氧化钛微粒的晶型为锐钛矿型、金红石型或混合相；

所述二氧化钛微粒的晶粒粒径为5~50 nm；

所述二氧化钛微粒的形状包括球形、碗状和哑铃状中的一种或多种。

3.一种如权利要求1~2任意一项所述的二氧化钛微粒材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将钛源和溶剂混合后，得到前驱液；

所述混合过程中还加入造孔剂；所述混合过程中还加入水解催化剂；

所述钛源包括钛盐和/或二氧化钛纳米颗粒；

所述钛盐包括异丙醇钛、正丁醇钛、四氯化钛、三氯化钛和硫酸钛中的一种或多种；

所述溶剂包括水和/或有机溶剂；

所述造孔剂包括非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、聚合物、可溶性无机盐和胶体晶中的一种或多种；

所述水解催化剂包括无机酸；

所述钛源的质量占所述前驱液质量的比例为0.01%~40%；

所述造孔剂与钛源的质量比为（50~1）：（1~50）；

所述前驱液中的氢离子浓度为0.1~2 mol/L；

2）将上述步骤得到的前驱液经过微流体喷雾，干燥后，得到颗粒；

所述微流体喷雾的喷嘴尺寸为10~350μm；

所述微流体喷雾的压力为（0.2~2.0）*10⁵ Pa；

所述微流体喷雾的流速为0.5~5 mL/min；

所述干燥为热风干燥；

所述干燥的温度为100~280 ℃；

所述干燥的时间为0.5~3 s；

3）将上述步骤得到的颗粒经过热处理后，得到二氧化钛微粒材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括高温下可分解的造孔剂和/或在溶液中不溶解二氧化钛的造孔剂；

所述有机溶剂包括醇类溶剂。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）具体为：将造孔剂、无机酸和溶剂先进行混合溶解后，再加入钛源，继续混合后，得到前驱液；

所述无机酸包括盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。

6.根据权利要求3~5任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为100~800 ℃；所述热处理的时间为0.5~3.0 h 。

7.权利要求1~2任意一项所述的二氧化钛微粒材料或权利要求3~6任意一项所述的制备方法制备的二氧化钛微粒材料在环保领域中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述环保领域包括吸附处理液体中的金属离子；

所述金属离子包括Cr⁶⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、As³⁺和As⁵⁺中的一种或多种；

所述吸附包括静态物理吸附、静态化学吸附、作为填料动态物理吸附和作为填料动态化学吸附中的一种或多种。