[发明专利]一种电泳法制备钛酸薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀有金属制备技术领域，具体涉及一种利用电泳法制备钛酸薄膜的方法。

背景技术

钛酸是一类具有层状结构的化合物，其主体是由Ti0₆八面体单元通过共用氧原子而形成的二维层板结构，并带有负电荷，为了平衡电荷，层间存在H₃0⁺阳离子，在适当条件下H₃0⁺可实现与其它同类离子的交换，且保持层状结构不被破坏，还可通过改变交换离子的种类实现对层间距的调控，这种特有的层状结构，为许多化学反应提供了一个独特的纳米级反应空间，使其可作为高性能催化剂、含钛无机材料的前驱体和生物医用材料的载体等。目前，国内外的研究者对钛酸的制备方法、层间改性及结构表征方面的研究十分活跃，但对在制备钛酸薄膜方面的研究很少。日本的Sasaki采用Langmuir-Blodgett技术，在各种固体表面获得了取向性HTO薄膜。但是，这种方法制备周期长、膜厚难以控制。

发明内容

本发明旨在提出一种利用电泳法制备钛酸薄膜的方法。

本发明的技术方案在于：

一种电泳法制备钛酸薄膜的方法，采用如下步骤：

步骤1：称取K₂C0₃、Ti0₂和10％Li₂C0₃，再加入助熔剂，混合均匀，将混合物移置到铂坩埚中，1100℃热处理5h，热处理完后，将铂坩埚同反应物一同放入烧杯中，加入蒸馏水，煮沸使助熔剂溶解，将产物过滤、洗涤、干燥，得到K_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄·nH₂0。

步骤2：称取10gK_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄·nH₂0加入到1000mL的HN0₃溶液中，搅拌24h进行酸处理，使其中的K⁺、Li⁺被H⁺交换，形成H_1.07Ti_l.73O₄·nH₂0(HTO)，将产物过滤、洗涤、干燥，得到HTO粉体。

步骤3：称取1g的HTO粉体加入到100mL的n.propylamine溶液中搅拌48h，HTO被剥离成它的基本组成单元Ti_1-x0₂^4-x，即得到HTO悬浮液。

步骤4：取HTO悬浮液4mL，加入乙醇和蒸馏水配成200mL悬浮液；将Pt片依次用丙酮、蒸馏水超声清洗干净，烘干，然后垂直放入HTO悬浮液中，分别作为阴极和阳极，2个极片的间距为40mm，接上直流稳压电源，沉积30min；在阳极Pt极板上得到HTO薄膜，待沉积完后，取出阳极Pt片，在室温下干燥。

优选地，加入的助熔剂为K₂MoO₄，加入的量为K₂C0₃、Ti0₂和10％Li₂C0₃的2倍。

优选地，所述的n.propylamine溶液的浓度为0.1mol/L。

优选地，所述的HN0₃溶液的浓度为1mol/L。

优选地，所述的Pt片的尺寸为1.0cm×l.0cm。

本发明的技术效果在于：

本发明以钛酸的纳米单片层为前驱体，采用电泳沉积法在Pt极板上制备择优取向HTO薄膜。在纯水体系中制备的HTO薄膜表面有孔洞并且出现膜层脱落现象，制得的HTO薄膜均匀、平整、致密。

具体实施方式

一种电泳法制备钛酸薄膜的方法，采用如下步骤：