[发明专利]一种高比表面积有序大介孔二氧化钛材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高比表面积有序大介孔二氧化钛材料及其制备方法。其特点是：由二氧化钛螺旋纳米线立方周期性排列而成，该二氧化钛螺旋纳米线之间具有长度2‑5纳米的连接，该二氧化钛螺旋纳米线的直径为4‑8纳米，并且同时具有两种不同尺寸的介孔，其孔尺寸分别为4‑6纳米和10‑12纳米。本发明所提供的有序大介孔二氧化钛对于降解染料等污染物具有很好的效果，如降解亚甲基蓝，在紫外光条件下光降解可降解95％。经后续试验表明，有序大介孔二氧化钛对抗生素的降解也有较好的效果。

技术领域

本发明涉及一种高比表面积有序大介孔二氧化钛材料及其制备方法。

背景技术

随着社会和经济的高速发展，人类的生活水平提高了很多，对环境保护、生态安全等方面的要求也日益提升。环境污染问题不仅影响我国经济的高速发展，而且也在威胁着人民的身体健康。其中水污染是现阶段影响最大，与我们关系最为密切的问题。在保护生态环境的前提下发展经济就需要好的科学技术，只要在源头治理好污染，就可以给人们优异的生态环境。使用常规水处理工艺去除水中难以降解的有机物的效果并不显著，光催化技术被认为是最有效的去除水体中污染物的方法(梁钊，李子富，周晓琴，倪结文等:氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素[J].环境工程，2019，(37)：93-97.)；因此，研发高效的光催化剂来降解这些难以降解的有机污染物至关重要。光催化氧化技术处理水中和空气中的有机污染物是一种非常有前景的污染治理技术。在众多的光催化材料中二氧化钛由于其低成本，环境友好，丰富的晶型，良好的化学和热稳定性，优越的光电性能，具有被认为是最有前景的光催化材料(Li W,WuZ,Wang J,et al.A Perspective on Mesoporous TiO₂Materials[J].Chemistry of Materials,2014,26(1):287-298.)。

目前二氧化钛材料的研究现状是，大多数研究者通过改进二氧化钛的合成工艺，来提高二氧化钛的光催化性能，但是研究者研究二氧化钛材料中的有序介孔结构对光催化性能的影响的较少。Yue等人采用KIT-6模板法合成了有序介孔TiO₂材料，比表面积为130m²g^-1,孔径分布在4.5-10nm，应用于光催化降解罗丹明B具有优异的效果(Yue W,RANDORN,Chamnan,et al.Syntheses,Li I nsertion,and Photoactivity of MesoporousCrystalline TiO₂[J].Advanced Functional Materials,2010,19(17):2826-2833.)；Jin等人采用活性炭为硬模板合成的介孔TiO₂，比表面积达到214m² g^-1，对降解亚甲基蓝具有较好的效果(Jin K L,Chen X J,Xu J C,et al.Hard-templating synthesis andenhanced photocatalysis of mesoporous titanium dioxides nanoparticles[J].Functional Materials Letters,2018,11(04).)；Yue等人采用SBA-15模板合成的二氧化钛材料，比表面积达160m² g^-1，在储锂方面有较好的效果(YueW,Randorn C,Attidekou PS,et al.Syntheses,Li Insertion,and Photoactivity ofMesoporous CrystallineTiO2[J].AdvancedFunctional Materials,2009,19(17):2826-2833.)。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高比表面积有序大介孔二氧化钛材料，该材料具有高比表面积、三维有序的大介孔；

本发明的目的之二是以提供一种上述二氧化钛材料的制备方法。