并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0037]实施例1
[0038](I)将1mL的去离子水滴加到1mL无水乙醇中，搅拌均勾，置于10mL聚四氟乙烯内胆中；
[0039](2)将1.8mL钛酸丁酯加到7.9mL油酸、8.1mL油胺、6.0mL无水乙醇的混合体系中，搅拌均匀，得到淡黄色透明溶液，置于40mL聚四氟乙烯内胆中；
[0040](3)将40mL聚四氟乙烯内胆套入10mL聚四氟乙烯内胆中，然后置于反应釜中180°C反应9小时；
[0041 ] (4)反应完毕后，将得到的白色乳浊液离心分离，将沉淀分散在50mL环己烷中于80°C回流3小时；
[0042 ] (5)用环己烷与乙醇的混合溶液洗涤沉淀物，环己烷与乙醇的混合溶液中，环己烷与乙醇的体积比为1:10，再用去离子水洗涤沉淀物。将沉淀物于-75°c冷冻干燥，即得到粒度分布均一的锐钛矿型T12单晶材料。
[0043]本实施例所制得的T12单晶材料包含大量形貌规则、尺寸均匀、分散性好的纳米颗粒，颗粒的粒径为13.9nm，相对标准偏差为6%。
[0044]实施例2
[0045 ] (I)将I OmL的去离子水滴加到I OmL无水乙醇中，搅拌均勾，置于1 OmL聚四氟乙烯内胆中；
[0046](2)将1.8mL钛酸丁酯加到7.9mL油酸、8.1mL油胺、6.0mL无水乙醇的混合体系中，搅拌均匀，得到淡黄色透明溶液，置于40mL聚四氟乙烯内胆中；
[0047](3)将40mL聚四氟乙烯内胆套入10mL聚四氟乙烯内胆中，然后置于反应釜中180°C反应18小时；
[0048](4)反应完毕后，将得到的白色乳浊液离心分离，将沉淀分散在50mL环己烷中于80°C回流2小时；
[0049 ] (5)用环己烷与乙醇的混合溶液洗涤沉淀物，环己烷与乙醇的混合溶液中，环己烷与乙醇的体积比为1:10，再用去离子水洗涤沉淀物。将沉淀物于-50°c冷冻干燥，即得到粒度分布均一的锐钛矿型T12单晶材料。
[0050]本实施例所制得的T12单晶材料包含大量形貌规则、尺寸均匀、分散性好的纳米颗粒，颗粒的粒径为14.1nm，相对标准偏差为6%。
[0051]通过实施例1和实施例2可以看出，适当延长水热反应的时间，有利于纳米颗粒充分生长，粒径变大。
[0052]从图2所示的透射电镜图片可以看出，本发明制备的氧化钛纳米颗粒粒度分布均匀，分散性好。经过500以上颗粒的统计，其粒径分布约为14.1 ± 0.8nm。
[0053]从图2所示的XRD图可以看出，图中5个峰的位置分别对应锐钛矿型氧化钛的不同晶面，因此表明本发明制备的氧化钛材料为锐钛矿型。
[0054]实施例3
[0055](I)将2mL的去离子水滴加到ISmL无水乙醇中，搅拌均匀，置于10mL聚四氟乙烯内胆中；
[0056](2)将1.8mL钛酸丁酯加到7.9mL油酸、8.1mL油胺、6.0mL无水乙醇的混合体系中，搅拌均匀，得到淡黄色透明溶液，置于40mL聚四氟乙烯内胆中；
[0057](3)将40mL聚四氟乙烯内胆套入10mL聚四氟乙烯内胆中，然后置于反应釜中180°C反应18小时；
[0058](4)反应完毕后，将得到的白色乳浊液离心分离，将沉淀分散在50mL环己烷中于80°C回流4小时；
[0059 ] (5)用环己烷与乙醇的混合溶液洗涤沉淀物，环己烷与乙醇的混合溶液中，环己烷与乙醇的体积比为1:10，再用去离子水洗涤沉淀物。将沉淀物于-50°c冷冻干燥，即得到粒度分布均一的锐钛矿型T12单晶材料。
[0060]本实施例所制得的T12单晶材料包含大量形貌规则、尺寸均匀、分散性好的纳米颗粒，颗粒的粒径为13.9nm，相对标准偏差为6%。
[0061 ] 实施例4
[0062](I)将5mL的去离子水滴加到15mL无水乙醇中，搅拌均匀，置于10mL聚四氟乙烯内胆中；
[0063](2)将1.8mL钛酸丁酯加到7.9mL油酸、8.1mL油胺、6.0mL无水乙醇的混合体系中，搅拌均匀，得到淡黄色透明溶液，置于40mL聚四氟乙烯内胆中；
[0064](3)将40mL聚四氟乙烯内胆套入10mL聚四氟乙烯内胆中，然后置于反应釜中180°C反应14小时；
[0065](4)反应完毕后，将得到的白色乳浊液离心分离，将沉淀分散在50mL环己烷中于80°C回流3小时；
[0066](5)用环己烷与乙醇的混合溶液洗涤沉淀物，再用去离子水洗涤沉淀物。将沉淀物于-60°C冷冻干燥，即得到粒度分布均一的锐钛矿型T12单晶材料。
[0067]本实施例所制得的T12单晶材料包含大量形貌规则、尺寸均匀、分散性好的纳米颗粒，颗粒的粒径为14.0nm，相对标准偏差为6 %。
[0068]实施例5
[0069]本实施例为本发明实施例1制备的T12单晶材料(A)作为催化剂与市售的商品化的平均粒径为1nm T12(B)(粒度相对标准偏差约20%)催化剂及专利CN 103964502 A中实施例1制得T12材料(C)在降解染料亚甲基蓝时的光催化效果对比。
[0070]将0.0lg催化剂加到10mL含有10mg/L的亚甲基蓝溶液中，避光条件下搅拌Ih，使催化剂与染料之间到达吸附-脱附平衡。用发射波长为365nm的高压氙灯从外部照射反应器。在光照过程中，每隔15min取样，8000r/min离心5min，取上层澄清液在紫外可见分光光度计中进行测试。亚甲基蓝溶液的浓度对应于665nm处的吸光度。结果(如图3)表明，用本发明制备的T iC>2材料催化降解亚甲基监的活性最尚。
[0071]申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种纳米Ti02单晶材料，其特征在于，所述纳米Ti02单晶材料粒度分布均一，平均粒径为14nm，相对标准偏差小于7%。2.—种如权利要求1所述纳米T12单晶材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)将I?11体积份的去离子水与19?9体积份的乙醇混合，搅匀，得到水醇溶液，转入内胆中，水醇溶液占反应釜内胆体积的10?30% ; (2)将1.8体积份的钛酸丁酯加入到由7.9体积份的油酸、8.1体积份的油胺和6.0体积份的乙醇组成的混合体系中，得到混合溶液，转入内胆中； (3)将步骤(2)所述内胆套入步骤(I)所述内胆中，其中，步骤(2)所述内胆的体积与步骤(I)所述内胆的体积的比为2:5，进行水热反应，得到纳米T12单晶材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(I)所述水醇溶液中，去离子水的用量为2?1体积份;乙醇的用量优选为18?1体积份，进一步优选为12?1体积份； 优选地，步骤(I)所述水醇溶液中，去离子水与乙醇的体积比为(2?10):(18?10)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中水热反应的时间为9?18小时； 优选的，水热反应的温度为180°C。5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在反应结束后依次进行步骤(4)和步骤(5)，其中，步骤(4)为:将步骤(3)水热反应得到的产物离心，将离心得到的沉淀分散在环己烷中回流;步骤(5)为洗涤步骤(4)得到的沉淀物，并冷冻干燥。6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述回流的温度为60?80°C，回流的时间优选为2?4小时。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(5)中的洗涤优选为先用环己烷与乙醇的混合溶液洗涤，再用去离子水洗涤； 优选地，环己烷与乙醇的混合溶液中，环己烷与乙醇的体积比为I: 10。8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)中冷冻干燥的温度为-75?-50。。。9.根据权利要求2-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)将2?10体积份的去离子水与12?10体积份的乙醇混合，搅匀，得到水醇溶液，转入内胆中，水醇溶液占反应釜内胆体积的10?30% ; (2)将1.8体积份的钛酸丁酯加入到由7.9体积份的油酸、8.1体积份的油胺和6.0体积份的乙醇组成的混合体系中，得到混合溶液，转入内胆中； (3)将步骤(2)所述内胆套入步骤(I)所述内胆中，其中，步骤(2)所述内胆的体积与步骤(I)所述内胆的体积的比为2:5，180°C水热反应9?18h，得到纳米T12单晶材料； (4)将步骤(3)水热反应得到的产物离心，将离心得到的沉淀分散在环己烷中回流； (5)洗涤步骤(4)得到的沉淀物，并冷冻干燥，得到T12单晶材料。10.—种如权利要求1所述纳米T12单晶材料作为光催化剂的用途。
【专利摘要】本发明属于无机纳米材料制备领域，涉及一种纳米TiO2单晶材料、制备方法及其用途。通过采用双层反应釜内胆进行水热反应，以油酸和油胺作为添加剂，并调节油酸和油胺的添加量，以及水醇溶液的组成及添加量，制备出尺寸大小均匀、结晶度好的锐钛矿型纳米TiO2单晶颗粒，其平均粒径为14nm、相对标准偏差小于7％。本发明制备得到的纳米TiO2形貌规则、产品纯度高、且分散性好，具有较高的光催化活性，本发明纳米TiO2单晶材料的制备方法操作简单、环境友好，反应条件温和且能耗低，耗时短，易于推广使用。
【IPC分类】C30B7/10, B01J21/06, C30B29/16
【公开号】CN105543961
【申请号】CN201510970683
【发明人】朴玲钰, 吴志娇, 司月雷, 张驰
【申请人】国家纳米科学中心
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月22日