[发明专利]一种形貌、尺寸可控的TiO2介孔单晶及其制备方法

摘要

本发明涉及一种形貌、尺寸可控的TiO2介孔单晶及其制备方法，其是以硫酸钛为钛源，草酸为表面活性剂，通过调节钛源的浓度制备了尺寸、形貌可控的TiO2介孔单晶。具体方法是首先将适量草酸加入到水溶液中，搅拌获得澄清透明溶液，将一定浓度的硫酸钛水溶液逐滴加入到上述溶液，200℃条件下水热24h，经离心、洗涤、蒸干，得到形貌、尺寸可控的锐钛矿TiO2介孔单晶。本发明是首次采用非模板方法，在草酸‑硫酸钛‑水反应体系中成功制备了TiO2介孔单晶，该方法操作简单，绿色环保，且通过调节硫酸钛水溶液的浓度，可以实现介孔单晶的形貌、尺寸的调控，在锂离子电池方面具有优异的性能和广阔的应用前景。

主权项

一种形貌、尺寸可控的TiO2介孔单晶的制备方法，其特征在于，所述的形貌、尺寸可控的TiO2介孔单晶，利用非模板方法，采用草酸‑硫酸钛‑水反应体系，以硫酸钛作为钛源，以草酸作为表面活性剂，通过控制反应体系中钛源的浓度而得到的，硫酸钛水溶液浓度越高，所得的TiO2介孔单晶尺寸越小；当所述的草酸含量为4g，硫酸钛水溶液浓度为0.04M，体积为15mL，去离子水体积为40mL，TiO2介孔单晶的形貌为圆盘状，直径为500nm，厚度为200nm；当所述的草酸含量为4g，硫酸钛水溶液浓度为0.08M，体积为15mL，去离子水体积为40mL，TiO2介孔单晶的形貌为圆盘状，直径为200nm，厚度为80nm；当所述的草酸含量为4g，硫酸钛水溶液浓度为0.167M，体积为15mL，去离子水体积为40mL，TiO2介孔单晶的形貌为立方体状，尺寸为100nm；当所述的草酸含量为4g，硫酸钛水溶液浓度为0.33M，体积为15mL，去离子水体积为40mL，TiO2介孔单晶的形貌为立方体状，尺寸为80nm；具体步骤为：1）将草酸加入到去离子水溶液中，室温搅拌30min，得到澄清透明的溶液；2）将硫酸钛加入到去离子水溶液中，室温搅拌30min，得到澄清透明的硫酸钛水溶液;3）将步骤2）得到的硫酸钛水溶液加入到步骤1）得到的溶液，室温搅拌1h；4）将步骤3）获得的溶液转移至反应釜中，反应釜密封放置在烘箱中，加热至200℃，保温24h，待反应釜自然冷却至室温，经离心分离、洗涤、干燥，得到白色粉末，即为TiO2介孔单晶。