[发明专利]一种二氧化钛纳米球及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种纳米球，尤其涉及一种二氧化钛纳米球及其应用。

【背景技术】

纳米二氧化钛在光的照射下，会产生电子和空穴，与吸附在其周围的水或 氧气反应生成超氧自由基，该超氧自由基具有极强的氧化分解能力，可杀灭细 菌和分解有机污染物，因此被世界各国普遍关注。

纳米二氧化钛的光催化活性与粒径大小直接相关，一方面随着粒径的减 小，纳米粒子所具有量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立能级，能隙变 宽，导带电位更负，价带电位变得更正，这使纳米半导体粒子获得了更强的氧 化还原能力，即更高的光催化活性；同时光生载流扩散子也可以通过简单扩散 从粒子内部迁移到粒子表面上而与电子给体或电子受体发生氧化或还原反应， 因此粒径减小，载流子扩散时间的大幅度减少，电荷的分离效果增强，从而导 致光催化活性的大幅度提高。另一方面纳米粒子减小，粒子的比表面积增加， 比表面效应也增强，吸附性能增强。

因此制备较小粒径，尤其粒径小于10纳米的纳米二氧化钛是提高光催化 活性的理想途径，但小粒径的纳米二氧化钛又存在分离提纯的困难，

中国专利文献：CN100365207C，公开了一种二氧化钛复合材料及其制备 方法和应用。中国专利文献：CN1718924A，公开了二氧化钛颜料，其制备方法 及其用途。但是关于保持小粒径纳米、高光催化活性又可以实现分离提纯的二 氧化钛目前还未见报道。

【发明内容】

本发明的目的是，提供一种二氧化钛纳米球。

本发明的再一的目的是，提供二氧化钛纳米球的用途。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种二氧化钛纳米球，该二 氧化钛纳米球可由下述方法制备获得，其步骤为：

A、将水溶性有机高分子溶于5％—25％的盐酸溶液中；

B、将步骤A配置的混合溶液按体积1—5倍于四氯化钛的量滴加至四 氯化钛溶液中得到棕黑色的水解液；

C、将表面活性剂加入步骤B的水解液中，维持温度10℃—95℃，搅 拌速度在150转/分—350转/分，搅拌加热2—8小时；

D、将步骤C混合溶液维持温度50℃—100℃，继续按体积比，加入5 ％—20％的盐酸溶液，盐酸溶液的加入量是四氯化钛的0.5—1.5倍；同 时加入磷酸，磷酸的加入量为四氯化钛的0.1％—3％，搅拌0.5—3小时， 过滤、水洗或醇洗，干燥。

所述步骤A中的水溶性有机高分子选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚羧酸、聚 酯、聚烯基醇、聚丙烯酸或它们的盐及聚氨酯、聚醚、明胶、蛋白质一种或多 种物质的混合。

所述步骤A中水溶性有机高分子与盐酸溶液的重量比为0.5％—3.5％。

所述步骤C中的表面活性剂为阴离子表面剂。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：二氧化钛纳米球在建 筑装饰材料、塑料材料中应用。

所述建筑装饰材料是建筑内外墙涂料，地面覆盖材料，墙面装饰材料，家 具面漆材料、外墙水泥装饰材料。

所述塑料材料是食品包装塑料材料。

本发明优点在于：

1、本发明二氧化钛纳米球经抗菌和降解甲醛试验证明，其在紫外、可见 光范围内均具有较强的光催化活性。

2、本发明二氧化钛纳米球具有较大的比表面积，较强的吸附能力，经测 试其比表面积大于210m²/g。

3、本发明二氧化钛纳米球是盐酸和有机高分子物质协同作用下的控制， 进行二次水解得到的。水解反应与传统水解工艺相比，反应温和、容易控制， 且不易产生白色沉淀物。，

4、水解液通过一定比例的盐酸和磷酸，加热反应，可以制备粒径均匀的 纳米球，与现有技术相比工艺简单、无需高温煅烧、能耗降低、反应易于控制。

5、本发明纳米球，纳米二氧化钛晶型发育完整，纳米球均匀，可以利用 简单的分离设备，如，板框式压滤机、将纳米球从反应的混合体系中分离提纯。 从而解决了纳米二氧化钛制备分离和易流失的难题。

【附图说明】

图1是实施例1制备的由粒径为2—8纳米的二氧化钛组合形成60—80纳 米的二氧化钛纳米球的透射电镜照片。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的一种二氧化钛纳米球及其应用的具体实施 方式做详细说明。