蜂窝状粉体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及功能陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种0&1120 4(011)2蜂窝状粉体材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 0&11204(011) 2具有一种Kassite层状结构，类似于水滑石，是通过非共价键的相 互作用将层间的OF和钙氧八面体和钛氧八面体的主体层板组装而成的层状化合物。由 于主体层板的元素种类及组成比例、层间离子或离子团的种类及数量、三维孔道结构可以 根据需要在宽范围调变，因此很多与CaTi204(0H)2g构类似的层状金属氢氧化物（简称 LDHs)都已被广泛应用在电池、传感器、催化剂、电活性材料、光活性材料和电化学储氢等工 业领域。然而，CaTi204(0H)2虽然具有类似于层状金属氢氧化物的结构和性能，但其应用并 未得到很大的进展，主要原因在于材料的活性有待大幅度提高，否则难以适应实际应用要 求；并且目前对CaTi204 (0H) 2的系统研宄并不多，获得性能良好的材料比较困难，这也使得 CaTi204 (0H) 2的应用发展受到了 一定的限制。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种由CaTi204(0H)2m米片构成的、 具有高比表面积的CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料，以获得活性高、性能优异的功能陶瓷材 料。本发明的另一目的在于提供上述CaTi204 (0H) 2蜂窝状粉体材料的制备方法。
[0004] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
[0005] 本发明提供的一种0&11204(011) 2蜂窝状粉体材料，其形貌为由CaTi204(011)2纳米 片相互连接而形成的具有均匀孔洞的多孔蜂窝状；所述CaTi204(0H)2m米片的厚度为25~ 65nm，所述孔洞的孔径为80~165nm。
[0006] 进一步地，本发明所述粉体材料的粒度D5(l为15. 53~15. 89ym;材料的比表面积 > 600m2/g，相对密度为 0? 824 ~0? 8310g/cm3,表观密度为 0? 1596 ~0? 1648g/cm3。
[0007] 本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
[0008] 本发明提供的上述CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)按照摩尔比钛的化合物：乙醇=1 : 2~5,将钛的化合物溶解到乙醇中，搅 拌5~lOmin得到溶液A;
[0010] (2)按照摩尔比钙的化合物：蒸馏水：乙醇=1~2 : 1~600 : 1~15,将钙 的化合物溶于蒸馏水中，并与乙醇混合搅拌5~lOmin得到溶液B;
[0011] ⑶按照Ca2+ :Ti4+= 1 : 1~2,将溶液A缓慢滴入溶液B中，搅拌混合5~ lOmin，然后逐渐滴加碱性溶液，调节混合溶液体系pH值=6. 9~7. 8,继续搅拌混合10~ 30min后放在水热釜中，在水热温度160~280°C下保温12~36h;反应产物用蒸馏水洗涤 3~6次，然后用乙醇洗涤2~3次，即获得由CaTi204(0H)2纳米片构成的蜂窝状粉体材料。
[0012] 上述方案中，本发明制备方法所述钛的化合物为四氯化钛或钛酸丁酯；所述钙的 化合物为氯化妈或硝酸妈。所述碱性溶液为氨水、NaOH溶液、KOH溶液中的一种或其组合。[0013] 本发明具有以下有益效果：
[0014] 本发明CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料是由CaTi204(011)2纳米片构成的蜂窝状粉 体，具有多孔结构和高的比表面积，从而为反应提供了更多的接触位点，大幅度提高了材料 活性，能够促使电解液与活性物质接触或反应时吸附大量的有机物分子，从而大幅度提高 了材料的电化学性能和光催化性能；同时，作为载体能够大幅度提高负载功能单元的分散 性，增加其反应活性位点，为材料应用领域的拓展及发展提供了有利条件。本发明工艺路线 简单，原料低廉易得，工艺条件易于控制，从而有利于促进CaTi204 (0H) 2功能陶瓷材料的应 用与发展。
【附图说明】
[0015] 下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
[0016]图1是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的X射线衍射图谱；
[0017]图2是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的扫描电镜照片（5万倍）；
[0018]图3是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的透射电镜照片；
[0019]图4是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的粒度分布图；
[0020] 图5是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的紫外-可见吸收光谱；
[0021] 图6是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料在紫外可见光照射下降解罗丹 明B的光催化性能图；
[0022] 图7是本发明实施例CaTi204(0H)2蜂窝状粉体材料的循环伏安图。
【具体实施方式】
[0023] 实施例一：
[0024] 本实施例一种CaTi204 (0H)2蜂窝状粉体材料的制备方法，其步骤如下：
[0025] (1)按照摩尔比四氯化钛：乙醇=1 : 5,将四氯化钛溶解到乙醇中，搅拌lOmin 得到溶液A;
[0026] (2)按照摩尔比氯化钙：蒸馏水：乙醇=1:400:15,将氯化钙溶于蒸馏水中， 并与乙醇混合搅拌lOmin得到溶液B;
[0027] (3)按照Ca2+ :Ti4+= 1 : 1将溶液A缓慢滴入溶液B中，搅拌混合lOmin，然 后逐渐滴加氨水溶液，调节混合溶液体系pH值=7. 3,继续搅拌混合15min后放在水热釜 中，在水热温度220°C下保温24h ;反应产物用蒸馏水洗涤3次，用乙醇洗涤2次，即获得由 CaTi204(0H)2纳米片构成的蜂窝状粉体材料。
[0028] 实施例二：
[0029] 本实施例一种CaTi204 (0H)2蜂窝状粉体材料的制备方法，其步骤如下：
[0030](1)按照摩尔比四氯化钛：乙醇=1:4,将四氯化钛溶解到乙醇中，搅拌8min得 到溶液A;
[0031] (2)按照摩尔比氯化钙：蒸馏水：乙醇=1.2 : 200 : 8,将氯化钙溶于蒸馏水 中，并与乙醇混合搅拌8min得到溶液B;
[0032] (3)按照Ca2+ :Ti4+= 1 : 1. 2,将溶液A缓慢滴入溶液B中，搅拌混合8min，然 后逐渐滴加NaOH溶液，调节混合溶液体系pH值=7. 5,继续搅拌混合30min后放在水热釜 中，在水热温度200°C下保温26h;反应产物用蒸馏水洗涤4次，用乙醇洗涤2次，即获得由 CaTi204(0H)2纳米片构成的蜂窝状粉体材料。
[0033] 实施例三：
[0034] 本实施例一种CaTi204 (0H)2蜂窝状粉体材料的制备方法，其步骤如下：
[0035] (1)按照摩尔比钛酸