[发明专利]一种具有宏观形态的介孔TiO2泡沫的制备方法

摘要

本发明属于无机纳米材料制备领域，旨在提供一种具有宏观形态的介孔TiO₂泡沫的制备方法。本发明包括如下步骤：钛酸钠纳米带的制备和介孔TiO₂泡沫的制备。本发明的有益效果是：本发明中所制得的具有宏观形态的介孔TiO₂泡沫具有纤维细小、孔径均匀、质量轻、韧性好、耐高温等特点，利用纳米带性能的平均效应，从根本上解决单根纳米带器件实用化的问题；与普通的纳米薄膜、纳米颗粒相比，介孔TiO₂泡沫显示更强大的宏观效应，厚度可控使其作为过滤膜更加高效，超高的孔隙率显示了极强的吸附性能，为功能化复合纳米材料的制备提供了理想的载体，而且制作方法简单，成本低。

主权项

一种具有宏观形态的介孔TiO₂泡沫的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤(1)：钛酸钠纳米带的制备向聚四氟乙烯反应釜中加入0.8～1.0g Ti(OC₄H₉)₄、12～16g NaOH和35mL去离子水，超声搅拌混合均匀，在180～230℃下加热反应36～48h后，自然冷却至室温，聚四氟乙烯反应釜内即形成了一个由钛酸钠纳米带自组装而成的规整圆盘状固体，取出后用去离子水洗涤至中性即得到钛酸钠纳米带；所述钛酸钠纳米带的长度为1～2mm，宽度为75～85nm，厚度不大于20nm；所述圆盘状固体的直径为2～3.5cm，厚度为3～5mm，质量为0.17～0.19g；步骤(2)：介孔TiO₂泡沫的制备向聚四氟乙烯反应釜中加入1.0～1.2g Ti(OC₄H₉)₄、0.1～0.15g钛酸钠纳米带、12～16g NaOH和35mL去离子水，超声搅拌混合均匀，在180～230℃下反应36～48h后，自然冷却至室温，聚四氟乙烯反应釜内即形成了一个规整的泡沫柱状体，取出后用去离子水洗涤至中性即得到钛酸钠纳米带泡沫柱状体；将钛酸钠纳米带泡沫柱状体在0.1mol/L的HNO₃溶液中浸泡48h以上，再用去离子水洗涤；将所得到的钛酸纳米带泡沫柱状体经冷冻干燥后，在400～600℃下热处理1～2h，即得到介孔TiO₂泡沫柱状体，其成分包括二氧化钛纳米带；其中：二氧化钛纳米带的长度为0.5～1mm，宽度为70～80nm，厚度小于15nm；生成的介孔TiO₂泡沫柱状体直径为2～3.5cm、厚度为1～4cm、质量为0.21～0.29g。