结果表明，Si元素主要集中在微球的壳层。
【具体实施方式】
[0032]实施例1:
[0033]一、钛酸四正丁酯的络合
[0034]在5.0mL钛酸四正丁酯中加入2.0mL乙酰丙酮，搅拌反应0.5h，得到钛酸四正丁酯的络合物。
[0035]二、Ο/ff型分散体系的配制
[0036]在搅拌的情况下，将步骤一得到的钛酸四正丁酯络合物分散到40mL，90mg/L的十二烷基苯磺酸水溶液中，搅拌Ih后，获得均匀的乳黄色分散体系。
[0037]三、水热处理
[0038]将步骤二中得到的0/W型分散体系转入聚四氟乙烯内杯的高压反应釜中，于150°C条件下，水热反应10h。
[0039]四、分离、洗涤及干燥
[0040]步骤三中反应得到的产品经离心分离后，用去离子水及乙醇顺序洗涤，洗涤后样品在60°C条件下干燥6h。
[0041]本实施例中所制备的T12微球的气孔体积为0.29cm 3.g_ 1，微球的比表面积为193m2.8_1，平均气孔直径为5.611111，相对密度为47% (以纯锐钛矿型T12的理论密度3.89g.cm- 3 为基准)ο
[0042]实施例2:
[0043]一、钛酸四正丁酯的络合
[0044]在5.0mL钛酸四正丁酯中加入2.0mL乙酰丙酮，搅拌反应0.5h，得到钛酸四正丁酯的络合物。
[0045]二、Ο/ff型分散体系的配制
[0046]在搅拌的情况下，将步骤一得到的钛酸四正丁酯络合物分散到40mL，90mg/L的十二烷基苯磺酸水溶液中，搅拌Ih后，获得均匀的乳黄色分散体系，再向该体系中加入0.34mL正硅酸乙酯及1.7mL乙醇，继续搅拌30min。
[0047]三、水热处理
[0048]将步骤二中得到的0/W型分散体系转入聚四氟乙烯内杯的高压反应釜中，于150°C条件下，水热反应10h。
[0049]四、分离、洗涤及干燥
[0050]步骤三中反应得到的产品经离心分离后，用去离子水及乙醇顺序洗涤，洗涤后样品在60°C条件下干燥6h。
[0051]本实施例中所制备的Ti02/Si0^合微球的气孔体积为0.33cm 3.g_1，微球的比表面积为216m2.g_ 1，平均气孔直径为5.7nm，相对密度为44% (以纯锐钛矿型T12的理论密度3.89g.cm- 3为基准)。
[0052]实施例3:
[0053]一、钛酸四正丁酯的络合
[0054]在5.0mL钛酸四正丁酯中加入2.0mL乙酰丙酮，搅拌反应0.5h，得到钛酸四正丁酯的络合物。
[0055]二、Ο/ff型分散体系的配制
[0056]在搅拌的情况下，将步骤一得到的钛酸四正丁酯络合物分散到40mL，90mg/L的十二烷基苯磺酸水溶液中，搅拌Ih后，获得均匀的乳黄色分散体系，再向该体系中加入
0.76mL正娃酸乙醋及1.7mL乙醇，继续搅拌30min。
[0057]三、水热处理
[0058]将步骤二中得到的0/W型分散体系转入聚四氟乙烯内杯的高压反应釜中，于150°C条件下，水热反应10h。
[0059]四、分离、洗涤及干燥
[0060]步骤三中反应得到的产品经离心分离后，用去离子水及乙醇顺序洗涤，洗涤后样品在60°C条件下干燥6h。
[0061]本实施例中所制备的Ti02/Si0^合微球的气孔体积为0.63cm 3.g_1，微球的比表面积为214m2.g—1，平均气孔直径为12nm，相对密度为29% (以纯锐钛矿型T12的理论密度3.89g.cm- 3为基准)。
[0062]实施例4:
[0063]一、钛酸四正丁酯的络合
[0064]在5.0mL钛酸四正丁酯中加入2.0mL乙酰丙酮，搅拌反应0.5h，得到钛酸四正丁酯的络合物。
[0065]二、Ο/ff型分散体系的配制
[0066]在搅拌的情况下，将步骤一得到的钛酸四正丁酯络合物分散到40mL，90mg/L的十二烷基苯磺酸水溶液中，搅拌Ih后，获得均匀的乳黄色分散体系，再向该体系中加入
1.3ImL正娃酸乙醋及1.7mL乙醇，继续搅拌30min。
[0067]三、水热处理
[0068]将步骤二中得到的0/W型分散体系转入聚四氟乙烯内杯的高压反应釜中，于150°C条件下，水热反应10h。
[0069]四、分离、洗涤及干燥
[0070]步骤三中反应得到的产品经离心分离后，用去离子水及乙醇顺序洗涤，洗涤后样品在60°C条件下干燥6h。
[0071]本实施例中所制备的Ti02/Si0^合微球的气孔体积为0.45cm 3.g_1，微球的比表面积为293m2.g_ 1，平均气孔直径为6.9nm，相对密度为36% (以纯锐钛矿型T12的理论密度3.89g.cm- 3为基准)。
[0072]实施例5:
[0073]在本发明中，预先用乙酰丙酮对钛酸四正丁酯进行络合是形成0/W型分散体系及合成Ti02/Si02复合微球的基础。
[0074]为了与之形成比较，实施例5在搅拌的情况下，将5mL未经络合的钛酸四正丁酯直接分散到40mL，90mg/L的十二烷基苯磺酸水溶液中。由于钛酸四正丁酯迅速发生水解反应，体系中立即生成大量的T12粒子，因而不能形成稳定的0/W型分散体系，也就不能顺利合成Ti02/Si02复合微球。
【主权项】
1.一种低密度！102/3102复合微球，其特征在于:所述的微球具有核壳结构，其球壳层为1102/^02复合物，内核为T1 2， 所述的打02/5丨02复合微球的气孔体积为0.33—0.63cm 3.g_ 1，比表面积为214—293m2.g_ 1，平均气孔直径为5.7— 12nm。
2.如权利要求1所述的低密度T12/Si02复合微球的制备方法，其特征在于:所述的制备方法为， (1)将十二烷基苯磺酸溶解于去离子水中，配制成十二烷基苯磺酸溶液； (2)将钛酸四正丁酯与乙酰丙酮进行络合，得到钛酸四正丁酯络合物； (3)将步骤(2)中得到的钛酸四正丁酯络合物加入到步骤(I)中得到的十二烷基苯磺酸溶液中，搅拌均匀得到水性分散体系； (4)向步骤⑶中得到的水性分散体系中加入正硅酸乙酯及乙醇，并搅拌均勾，得到反应体系； (5)将步骤(4)中得到的反应体系于150°C条件下，水热反应10h，将反应产物离心分离、洗涤、干燥，得到低密度Ti02/Si02复合微球。
3.如权利要求2所述的低密度T12/3102复合微球的制备方法，其特征在于:步骤(I)中所述的十二烧基苯磺酸溶液的浓度为90mg/L。
4.如权利要求2所述的低密度T12/3102复合微球的制备方法，其特征在于:步骤(5)中所述的洗涤为，按照“去离子水洗涤、乙醇洗涤”的顺序，对所述反应产物进行洗涤。
5.如权利要求2所述的低密度T12/3102复合微球的制备方法，其特征在于:步骤(5)中所述的干燥为，在60°C下干燥6h。
【专利摘要】本发明属于无机功能材料制备的技术领域，特别涉及一种低密度TiO2/SiO2微球及其合成技术。以钛酸四正丁酯及正硅酸乙酯为原料，配制O/W型乳液体系，通过对乳液体系进行水热处理，合成了具有核壳结构的SiO2/TiO2复合微球，该微球的壳层为SiO2与TiO2的复合物，内核为TiO2。在水热过程中，正硅酸乙酯于分散油滴的外层吸附并快速发生水解反应、形成一定强度的球壳层，该壳层的形成抑制了内部钛酸四正丁酯因水解及缩聚反应而产生的体积收缩。通过控制正硅酸乙酯的加入量，可连续调控壳层对微球收缩的控制能力，由此复合微球的内部结构特征包括比表面积、气孔直径、气孔体积等均可得到调谐控制。
【IPC分类】B01J35-08, B01J21-08
【公开号】CN104549193
【申请号】CN201510010115
【发明人】董如林, 莫剑臣, 那驰, 陈智栋, 金长春, 张汉平
【申请人】常州大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日