[发明专利]一种多孔二氧化钛单晶材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述多孔二氧化钛单晶材料中含有20 nm~1000 nm的孔；

所述多孔二氧化钛单晶中的孔为连通多孔；

所述多孔二氧化钛单晶材料为多孔二氧化钛单晶薄膜和/或多孔二氧化钛单晶晶体；

所述多孔二氧化钛单晶晶体的尺寸为0.1 cm~30 cm；

所述的多孔二氧化钛单晶材料的制备方法，至少包括：

将钛源在不同组分的原料气中，高温反应，得到所述多孔二氧化钛单晶材料；

所述钛源包括钛盐单晶中的至少一种；

所述钛盐单晶的尺度范围为0.1cm~30cm；

所述原料气包括氧气和氮气、氩气、氢气中的至少一种；

氧气的流量记为a，氮气的流量记为b，氩气的流量记为c，氢气的流量记为d，满足：

0 SLM≤a≤100 SLM；

0 SLM≤b≤100 SLM；

0.05 SLM≤c≤100 SLM；

0 SLM≤d≤100 SLM；

其中，所述氢气和氧气不同时存在；

所述高温反应的条件为：

反应温度为1073 K~1323 K；

反应压力为0.05 Torr~750 Torr。

2.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述多孔二氧化钛单晶的表面为多孔二氧化钛单晶的(100)面、(110)面、(101)面、(001)面中的至少一面。

3.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述多孔二氧化钛单晶薄膜的表面为多孔二氧化钛单晶的(100)面、(110)面、(101)面、(001)面中的至少一面；

所述多孔二氧化钛单晶晶体的最大表面为多孔二氧化钛单晶的(100)面、(110)面、(101)面、(001)面中的至少一面。

4.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，

所述多孔二氧化钛单晶薄膜的厚度为10 nm~100μm。

5.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述多孔二氧化钛单晶晶体的尺寸为0.5 cm~5 cm；

所述多孔二氧化钛单晶薄膜的厚度为10 nm~50μm。

6.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述钛源选自磷酸钛氧钾单晶和钛酸锌单晶中的一种；

所述磷酸钛氧钾单晶与所述原料气接触的面为磷酸钛氧钾单晶的（100）面、（001）面、（110）面、（111）面中的至少一面；所述钛酸锌单晶与所述原料气接触的面为钛酸锌晶体的（100）面、（110）面、（111）面中的至少一面。

7.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述高温反应的条件为：

升温速率为10~20℃/min；

反应时间为1 min~500h。

8.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，反应温度为1123 K~1223 K；

所述反应时间为1 min~200 h。

9.根据权利要求1所述的多孔二氧化钛单晶材料，其特征在于，所述方法包括：将磷酸钛氧钾单晶或者钛酸锌单晶在含不同组分的气氛中反应，在磷酸钛氧钾单晶或者钛酸锌单晶表面进行热分解结晶并生长，得到所述多孔二氧化钛单晶材料。