一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法
技术领域
1.本发明涉及无机纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法。
背景技术：
2.近年来，随着石墨烯材料的兴起，二维纳米材料引起了广大学者浓厚的研究兴趣。二维材料具有较大的横向尺寸和原子级别的厚度，能够表现出高表面原子占比、各向异性的电学特性、可调的带隙、高表面反应活性等特点。相比于块体材料，二维材料表面原子的配位数、键角、键长都有所差异，能够为化学反应提供丰富的表面活性位点。其次，二维材料比表面积巨大，在反应过程中，与反应溶液之间有更大的接触面积，能够吸附更多反应物，可促进反应更快地进行。再次，厚度降低显著减少了光生电荷从材料内部迁移到材料表面的距离，进而实现更快的反应动力学过程。最后，利用二维材料表面丰富的缺陷，可进行功能化修饰，从而提升材料的光吸收能力，改善电荷分离和转移效率，加快表面氧化还原反应速率。由于其独特的电学、光学、化学性质，二维材料被广泛应用于光电子器件、催化、能源储存和转化等领域。
3.tio2具有禁带宽度宽、无毒性及化学稳定好等优点，最近几年被广泛应用于太阳电池、离子电池、光催化及抗菌材料等领域。因此，为进一步提高tio2材料的性能，合理设计tio2微纳米结构，制备具有二维纳米结构的tio2材料，并简化其制备方法，具有重要的意义。
技术实现要素：
4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法。
5.本发明提出的一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180-220℃下溶剂热反应12-24h，得到具有特殊空心结构的tio2微米球；所述有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比1：(1-4)组成。
6.优选地，所述钛源为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯或其组合。
7.优选地，所述钛源和有机溶剂的体积比为1：(20-30)。
8.一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料，由所述的制备方法制得。
9.优选地，所述tio2材料是由连续的二维tio2纳米片构成，所述二维tio2纳米片的厚度为10-15nm。
10.本发明的有益效果如下：
11.本发明首次采用乙酸与乙腈这两种常规溶剂混合作为反应溶剂，通过简便的溶剂热方法制备具有连续二维纳米片结构的tio2材料，在制备过程中，无模板、无后处理步骤，具有反应条件温和、工艺简单，可控性强、且重现性好的优点，制得的tio2材料在太阳电池、离子电池、光催化等领域具有广泛的应用。
附图说明
12.图1为实施例1制得的tio2材料的sem图像。
13.图2为对比例1制得的tio2材料的sem图像。
具体实施方式
14.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
15.实施例1
16.将10ml乙酸和40ml乙腈混合均匀，然后加入2ml钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的tio2材料，纳米片厚度为10-15nm。
17.实施例2
18.将20ml乙酸和30ml乙腈混合均匀，然后加入2ml钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的tio2材料，纳米片厚度为10-15nm。
19.实施例3
20.将2ml钛酸四正丁酯加入50ml有机溶剂中(其中有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比为1:1混合而成)，搅拌均匀，加入反应釜中，在180℃下溶剂热反应24h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的tio2材料，纳米片厚度为10-15nm。
21.实施例4
22.将25ml乙酸和25ml乙腈混合均匀，然后加入2ml钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在220℃下溶剂热反应12h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到具有连续二维纳米片结构的tio2材料，纳米片厚度为10-15nm。
23.对比例1
24.将5ml乙酸和45ml乙腈混合均匀，然后加入2ml钛酸四正丁酯，搅拌均匀，加入反应釜中，在200℃下溶剂热反应16h，自然冷却后，经离心、洗涤、干燥，得到tio2材料。
25.图1是实施例1制备的tio2材料，可以看出，该材料具有连续二维纳米片结构，纳米片厚度为10-15nm。图2是对比例1制备的tio2材料，可以看出，该材料由纳米颗粒和不规则微米球组成，纳米颗粒尺寸《100nm,微米球直径为1-2μm。
26.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法，其特征在于，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180-220℃下溶剂热反应12-24h，得到具有特殊空心结构的tio2微米球；所述有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比1：(1-4)组成。2.根据权利要求1所述的具有连续二维纳米片结构的tio2材料的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯或其组合。3.一种具有连续二维纳米片结构的tio2材料，其特征在于，由权利要求1或2所述的制备方法制得。4.根据权利要求3所述的具有连续二维纳米片结构的tio2材料，其特征在于，所述tio2材料是由连续的二维tio2纳米片构成，所述二维tio2纳米片的厚度为10-15nm。
技术总结
本发明公开了一种具有连续二维纳米片结构的TiO2材料的制备方法，包括：将钛源和有机溶剂混合均匀，在180-220℃下溶剂热反应12-24h，得到具有特殊空心结构的TiO2微米球；所述有机溶剂由乙酸和乙腈按体积比1：(1-4)组成。本发明还公开了具有连续二维纳米片结构的TiO2材料。本发明通过简便的溶剂热方法制备具有连续二维纳米片结构的TiO2材料，具有反应条件温和、工艺简单，可控性强、且重现性好的优点，制得的TiO2材料在太阳电池、离子电池、光催化等领域具有广泛的应用。化等领域具有广泛的应用。化等领域具有广泛的应用。
技术研发人员：李兆乾 胡林华
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/2/6
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
