一种纳米棒组装的板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球及其制备方法和应用与流程

本发明属于TiO2纳米材料领域，具体涉及一种纳米棒组装的板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球及其制备方法和应用。

背景技术：
现代生活中，能源短缺与环境污染已成为社会关注的重要问题。其中，锂离子电池由于能量密度高，可充无污染，已被广泛应用于各种便携式电子设备，如手机、照相机和大型储能设备，如(混合)电动汽车等。二氧化钛具有无毒，价格低廉，稳定性好等优点，在废水处理，太阳能转化，锂离子电池等诸多领域有着广泛应用的前景。二氧化钛有三种晶型：锐钛矿型，板钛矿型和金红石型。其中锐钛矿型和金红石型的研究比较广泛。板钛矿型二氧化钛由于难以制备，对其结构和性能的研究较少，板钛矿中的钛氧八面体相对于理想的八面体也稍有变形，具有不稳定性，在工业上一直没有体现出其相应的应用价值。近年来的研究发现板钛矿型二氧化钛存在沿着c轴的通道，在(100)晶面上有着裸露的氧原子，使其具有更优良的光电性能。当与锐钛矿型二氧化钛形成混合晶相时，晶界处的界面效应对性能也具有相当大的影响。目前，制备混晶的方法多是采用P25作为前驱体，制备出的二氧化钛多为锐钛矿型和金红石型两种的混合晶型，形貌大多以纳米颗粒为主。

技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种纳米棒组装的板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球及其制备方法和应用。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种纳米棒组装的板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球的制备方法，包括如下步骤：(1)前驱体制备：将钛酸异丁酯、水和油胺加入到无水乙醇中，快速均匀搅拌，得到白色悬浊液，静置后抽滤、洗涤烘干后得到白色沉淀；(2)将乙二胺加入去离子水中，混合搅拌均匀，得混合液I；(3)将步骤(1)所得白色沉淀加入无水乙醇中，均匀搅拌，得混合液II；(4)将混合液I加入到混合液II中，充分搅拌2～4h后置于聚四氟乙烯内衬中进行水热反应，然后自然冷却至室温，反应产物用去离子水洗涤至中性，既得到板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球材料。上述方案中，步骤(1)中所述钛酸异丁酯：水：油胺的体积比为22:4:9～10。上述方案中，步骤(1)所述搅拌的时间为1～2h，静置的时间为12～24h。上述方案中，步骤(2)中所述乙二胺与水的体积比为0.5～1.5:4。上述方案中，步骤(3)所述白色沉淀的质量为0.2～0.5g，所述无水乙醇的体积与步骤(2)中所述水的体积比为0.5～1:2。上述方案中，步骤(4)所述水热反应的条件为：加热至140～160℃，恒温反应24～48h。上述制备方法制备得到的纳米棒组装的板钛矿和锐钛矿混合相TiO2微米空心球。上...