[发明专利]一种碳包覆TiO2

摘要

本发明公开了一种碳包覆TiO2纳米管材料的制备方法，属于纳米复合材料技术领域。本发明是以高锰酸钾和氟化铵为原材料，采用水热法先制备MnO2纳米线模板材料，再通过钛酸异丙酯水解法在MnO2纳米线表面包覆纳米TiO2，通过多巴胺聚合碳化法再进一步包覆碳，最后通过硫代硫酸钠在酸性环境下与MnO2的化学反应去除MnO2模板，获得碳包覆TiO2纳米管材料。本发明所提供的一种碳包覆TiO2纳米管材料的模板制备法，合成工艺简单，反应条件温和，成本较低，纳米管结构稳定可调，适合大规模合成。

主权项

一种碳包覆TiO2纳米管材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、将高锰酸钾，氟化铵，去离子水按质量比为1:（5～13）：（350‑450）混合，溶解完全后得到前驱体溶液，将前驱体溶液倒入水热反应釜内，反应釜密闭后放入烘箱，在160～220℃下水热反应12～36 h，离心分离后将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，80℃干燥，得到MnO2纳米线模板材料；步骤2、将MnO2纳米线模板材料分散于无水乙醇与水的混合溶液中，在室温和剧烈搅拌的条件下缓慢滴加钛酸异丙酯，搅拌反应1～5 h，离心分离后将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，80℃干燥，获得MnO2@TiO2纳米线复合材料；步骤3、将MnO2@TiO2纳米线复合材料分散于浓度为1.21gL‑1的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，在室温和剧烈搅拌的条件下加入多巴胺，搅拌反应10～20 h，离心分离后将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，80℃干燥，获得MnO2@TiO2@PDA纳米线复合材料；步骤4、将MnO2@TiO2@PDA纳米线复合材料置于石英管式炉，通入氩气，加热到480～520℃保温1～4 h，获得MnO2@TiO2@碳复合材料；步骤5、将MnO2@TiO2@碳纳米线复合材料置于浓度为4gL‑1硫代硫酸钠的水溶液中，在室温和剧烈搅拌的条件下缓慢滴加浓度为18.25gL‑1的稀盐酸溶液，搅拌反应1～5 h，离心分离产物，用二硫化碳、去离子水和无水乙醇洗涤多次，80℃干燥，获得TiO2@碳纳米管材料，即碳包覆TiO2纳米管材料。