二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法
【专利摘要】本发明公开了一种二氧化钛纳米管上负载金纳米粒子的方法，由钛酸丁酯与丁醇为原料制备金红石相二氧化钛粉体，并采用水热法将制备金红石相二氧化钛粉体合成二氧化钛纳米管，在酸性条件下将HAuCl4溶液与柠檬酸三钠溶液添加到含金红石相二氧化钛粉体的巯基乙酸溶液反应，得到表面载Au的二氧化钛纳米管。本方法工艺简单，设备要求低，负载率较高的二氧化钛纳米管上负载金纳米粒子的新方法。
【专利说明】二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纳米二氧化钛催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]二氧化钛纳米管是二氧化钛纳米材料的一种，相对于二氧化钛纳米粉体与二氧化钛纳米膜而言，其拥有更大的比表面积，其吸附能力也更强，因此具有优异的光电催化性能。二氧化钛纳米管具有较强的光催化性能可以将其制成催化剂，他对水中的多数污染物都有很好的降解能力。二氧化钛纳米管掺杂金属后，增加了二氧化钛光催化剂的表面积并且提高了二氧化钛催化剂的光催化效率；将载体固定后使用起来更加方便且提高了光能的使用效率，又便于催化剂的循环利用。二氧化钛纳米粒子表面沉积贵金属的方法很多，目前主要有光沉积、化学还原和高温煅烧三类。这些方法虽然可以实现金属纳米粒子在二氧化钛表面的负载，但是方法繁琐，对反映要求比较严格，成本较高，而且负载率通常较低。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于基本上克服现有二氧化钛纳米管上负载金纳米粒子方法较为繁琐、反应条件高、负载率较低的缺陷，提供一种工艺简单，设备要求低，负载率较高的二氧化钛纳米管上负载金纳米粒子的新方法。
[0004]
本发明为实现其目的所采取的技术方案:一种二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法，包括如下步骤:
(1)按每ILpH值 为3-4的HNO3溶液中加入50-200ml钛酸乙酯和20_80ml正丁醇，室温搅拌10-15h，转移至反应釜中120-200°C下反应4-6h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型Ti02纳米颗粒；
(2)按每lLlOmol/L的NaOH溶液中加入l_50g金红石型Ti02纳米颗粒，磁力搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应12-48h，取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；
(3)按每1L50%巯基乙酸溶液加入将制得的l_50gTi02纳米管，搅拌l-3h，再加入10-50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，搅拌l_3h，加入200_500mll%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应l_5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干。
[0005]本发明的有益效果:本发明不仅可实现均匀地在Ti02纳米管和纳米带上负载Au纳米粒子，纳米粒子颗粒均匀、分布狭窄、分散度高、负载可控，而且工艺简单、可操作性和通用性强、适于大规模生产、所需设备简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明实施例1的TiO2纳米微粒的透射电镜图；
图2为本发明实施例1的TiO2纳米管的透射电镜图； 图3为本发明实施例1的Au掺杂TiO2纳米管的透射电镜图。
[0007]
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0009]实施例1
将150ml钛酸乙酯和75ml正丁醇混合均匀后加入至IOOOmlpH值为3.5的HNO3溶液中，室温搅拌15h，转移至反应釜中180°C下反应5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型TiO2纳米颗粒df20g金红石型TiO2纳米颗粒加入至1000mll0mol/L的NaOH溶液中，搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应36h，产物取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；将20gTi02纳米管加入至1000ml50%巯基乙酸溶液，搅拌3h，再加入30ml0.lmol/lHAuCl4溶液，搅拌3h，加入400mll%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得到掺杂贵金属金的TiO2纳米管。
[0010]实施例2
将200ml钛酸乙酯和80ml正丁醇混合均匀后加入至IOOOmlpH值为4的HNO3溶液中，室温搅拌15h，转移至反应釜中200°C下反应6h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型TiO2纳米颗粒；将50g金红石型TiO2纳米颗粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应48h，产物取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；将50gTi02纳米管加入至1000ml50%巯基乙酸溶液，搅拌3h，再加入50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，搅拌3h，加入500mll%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得到掺杂贵金属金的TiO2纳米管。
[0011]实施例3
将50ml钛酸乙酯和20ml正丁醇混合均匀后加入至IOOOmlpH值为3的HNO3溶液中，室温搅拌10h，转移至反应釜中120°C下反应4h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型TiO2纳米颗粒；将Ig金红石型TiO2纳米颗粒加入至1000mll0mol/L的NaOH溶液中，搅拌均勻后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应12h，产物取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；将IgTiO2纳米管加入至1000ml50%巯基乙酸溶液，搅拌lh，再加入IOml0.lmol/lHAuCl4溶液，搅拌lh，加入200ml 1%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应lh，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得到掺杂贵金属金的TiO2纳米管。
[0012]实施例4
将IOOml钛酸乙酯和60ml正丁醇混合均匀后加入至IOOOmlpH值为4的HNO3溶液中，室温搅拌10h，转移至反应釜中180°C下反应5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型TiO2纳米颗粒；将30g金红石型TiO2纳米颗粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应30h，产物取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；将25gTi02纳米管加入至1000ml50%巯基乙酸溶液，搅拌l_3h，再加入10-50ml0.lmol/lHAuCl4溶液，搅拌2h，加入300ml 1%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应3h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得到掺杂贵金属金的TiO2纳米管。
[0013]实施例5
将IOOml钛酸乙酯和40ml正丁醇混合均匀后加入至IOOOmlpH值为3的HNO3溶液中，室温搅拌10h，转移至反应釜中180°C下反应5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型TiO2纳米颗粒；将30g金红石型TiO2纳米颗粒加入至1000ml 10mol/L的NaOH溶液中，搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应30h，产物取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管；将25gTi02纳米管加入至1000ml50%巯基乙酸溶液，搅拌2h，再加入10-50ml0.1moVlHAuCl4溶液，搅拌l_3h，加入200ml 1%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应4h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得到掺杂贵金属金的TiO2纳米管。
【权利要求】
1.一种二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)按每IL的中加入50-200ml钛酸乙酯和20_80ml正丁醇，室温搅拌10_15h，转移至反应釜中120-200°C下反应4-6h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干，得金红石型Ti02纳米颗粒； (2)按每lLlOmol/L的NaOH溶液中加入l_50g金红石型TiO2纳米颗粒，磁力搅拌均匀后，转移至密封反应釜中，加热至110°C反应12-48h，取出后冷却、超声分散、过滤、洗涤、烘干，得TiO2纳米管； (3)按每1L50%巯基乙酸溶液加入l-50g制得的TiO2纳米管，搅拌l_3h，再加入10-50ml0.1moVlHAuCl4溶液，搅拌l_3h，加入200_500mll%柠檬酸三钠溶液，转移至反应釜中120°C反应l_5h，产物冷却、过滤、洗涤、烘干。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法，其特征在于:所述的HNO3溶液pH值为3-4。
3.根据权利要求1所述的二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法，其特征在于:所述的金红石型TiO2纳米颗粒加入量为l_50g。
4.根据权利要求1所述的二氧化钛纳米管负载金纳米粒子的方法，其特征在于:所述的TiO2纳米管加入量为l_50g。
【文档编号】B01J35/02GK103657646SQ201210328995
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】朱金苗, 李双 申请人:合肥师范学院