一种（001）取向棒状锐钛矿TiO2介晶的制备方法与流程

本发明属于功能材料，本发明涉及一种(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法。

背景技术：

1、锐钛矿tio2是一种典型的半导体材料，稳定性好、无毒、价廉、光吸收能力强，具有优异的光电特定，可广泛应用于环境保护、化妆品、涂料、能源转换、催化、自清洁等众多领域，一直以来是国内外纳米材料研究的热门，锐钛矿tio2在用于污水处理、光电转换、催化材料时往往要求其具有较大的比表面积和良好的结晶性，以增加接触面积和载流子传输速度，从而提高催化效率或转换效率。

2、介晶，作为一类新兴的材料引起了人们的注意，具有不同于传统单晶和多晶的特殊结构、性质及非典型结晶过程，他们通常是由纳米晶颗粒沿着某方向组装排列生长而成，可以同时拥有高结晶性和大比表面积，在实际生活使用和工业生产上具有重要的应用价值。

3、同时，最近大量文献报道了锐钛矿tio2的(001)取向与(101)方向的协同作用可大幅提高载流子的空间分离效率，电子倾向沿(101)方向移动，而空穴倾向沿(001)方向移动，电子-空穴对复合率的降低有利于催化效率或光电转换效率的显著提高，本发明制备了一种沿(001)特定取向的棒状锐钛矿tio2介晶，形貌规整、尺寸均匀，制备方法简单、可大规模合成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，该方法操作简单、产率高、易于生产。

2、本发明的技术方案为：

3、一种(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，包括以下具体步骤：

4、步骤1，将钛酸丁酯前驱体与正硅酸四乙酯混合搅拌均匀；

5、步骤2，将乙酸钡在乙酸溶剂中搅拌溶解；

6、步骤3，将步骤2所得溶液缓慢加入到步骤1所得体系中，并继续搅拌均匀；

7、步骤4，将步骤3所得的反应体系转移至反应釜中进行溶剂热反应；

8、步骤5，将步骤4所得产物经去离子水、乙醇离心洗涤，即得到所述的(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶。

9、进一步的，步骤1中所述的正硅酸四乙酯与钛酸丁酯的质量比为0.01-0.08:1；

10、进一步的，步骤2中所述的乙酸钡与钛酸丁酯的质量比为0.1-0.5:1，乙酸与钛酸丁酯的质量比为5:1；

11、进一步的，步骤4中所述的溶剂热反应温度为180℃，反应时间为10-16小时。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

13、(1)制备方法成本低、原料易得、工艺过程简单易控制、可大规模合成生产；

14、(2)制备得到的锐钛矿t io2棒状介晶沿(001)取向、尺寸均匀、呈单分散性，兼具了大比表面积、高结晶性以及(001)取向的特性，对于其催化效率、能源转化、光电转换效率的提高有极大帮助。

技术特征：

1.一种(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的正硅酸四乙酯与钛酸丁酯的质量比为0.01-0.08:1。

3.根据权利要求1所述的(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的乙酸钡与钛酸丁酯的质量比为0.1-0.5:1，乙酸与钛酸丁酯的质量比为5:1。

4.根据权利要求1所述的(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的溶剂热反应温度为180℃，反应时间为10-16小时。

5.根据权利要求1所述的(001)取向棒状锐钛矿tio2介晶的制备方法，其特征在于：所述的tio2介晶长度为80-120nm，宽度为18-25nm。

技术总结
本发明公开了一种(001)取向棒状锐钛矿T iO2介晶的制备方法，通过钛酸丁酯前驱体与正硅酸四乙酯按一定比例混搅拌；乙酸钡在乙酸溶剂中搅拌溶解；进而将两者溶液混合后180oC溶剂热下反应数小时获得白色样品；样品经去离子水、移除洗涤后即得(001)取向棒状锐钛矿T iO2介晶，其长度80‑120nm，宽度18‑25nm，本发明提供的制备方法操作过程简单，原料易得，可大范围合成。所得锐钛矿T iO2介晶具有高的结晶性、大的比表面积和特定的(001)取向生长，适用于光催化、抗菌、环境保护、光电转换等领域，具有非常广泛的应用前景。

技术研发人员：胡秀丽,姚霞喜,黄旭峰,齐会民,陈立,杨小芳
受保护的技术使用者：华东理工常熟研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11