专利名称：晶相可控的二氧化钛纳米晶的制备方法
技术领域：
本发明是一种制备锐钛矿和金红石相比例连续可调的纳米二氧化钛的方法。利用本方法不需要高温焙烧就可以得到混合晶相的二氧化钛纳米晶，且两种晶相的比例可以通过控制制备条件连续调变。
本发明涉及的晶相可控二氧化钛的制备方法如下1.含钛化合物在醇水溶液中水解制备无定形二氧化钛。
2.无定形二氧化钛与一定浓度的无机酸混合。
3.步骤2所形成的溶胶在一定温度下进行水热处理。
4.水热处理后经抽滤、洗涤、干燥得到混晶纳米二氧化钛。
1中所说的含钛化合物通式是Ti(OR)nX4-n(n＝0～4)，其中R为C1-C4的烷基，X为卤素元素，钛酯或钛的卤化物，例如钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯、四氯化钛等，水解时所加入的水与醇的量与钛的摩尔比可以各为1～500和0～250，当醇钛比为零时，既是含钛化合物在水中水解。
2中所说的无机酸如硝酸、盐酸、草酸等。其浓度可以是0～10摩尔/升；所加入的量可以是5～50ml/g无定形TiO2。
3中所说的处理方法为在水蒸气自身压力下进行水热处理，处理的温度可以是100～240℃；处理的时间可以是2～96小时。
通过控制无机酸的浓度可以连续调变纳米二氧化钛中锐钛矿和金红石混合晶相的比例，随着无机酸浓度的升高，金红石混合晶相比例提高。实例及图均明显显示。不同的无机酸对晶相比例调控基本相同。
本发明的水解原料以钛酸丁酯，钛酸乙酯，钛酸异丙酯或四氯化钛更好，该类原料来源多，易获得。
水解时醇水溶液的水钛摩尔比和醇钛摩尔比分别为10～100和5～50为更好，反应效率高。
无机酸以盐酸，硝酸或草酸更好，浓度在0～2摩尔/升，加入量为10～20ml/g无定形TiO2。该条件下晶相调控效果好，且降低了反应成本。
水热处理温度可控制在150～200℃，时间为8～48小时是更好的处理条件。
本发明提供的晶相可控的二氧化钛纳米晶的制备方法的突出优点是1、制备条件温和，不需要高温焙烧即可得到混合晶的纳米二氧化钛。
2、制备设备和工艺简单，生产周期短，工艺参数容易控制，易于工业推广。
3、纳米二氧化钛中锐钛矿相和金红石相比例可以通过控制无机酸的浓度进行连续调变。
图2是不同条件下制备的纳米二氧化钛中锐钛矿相和金红石相的比例。
权利要求
1.一种晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法，制备过程包括含钛化合物的水解、无机酸的加入、水热处理、抽滤、洗涤、干燥等步骤，其特征在于(1)水解所用的原料为含钛化合物，其通式为Ti(OR)nX4-n(n＝0～4)式中R为C1-C4的烷基，X为卤素元素(2)水解溶液为醇水溶液，水钛摩尔比和醇钛摩尔比分别为1～500和0～250(3)所加入的为无机酸，其浓度为0～10摩尔/升，加入量为5～50ml/g无定形TiO2(4)水热处理的温度为100～240℃，时间为2～96小时
2.根据权利要求1所述的晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法，其特征在于水解原料是下述中的任一种钛酸丁酯，钛酸乙酯，钛酸异丙酯，四氯化钛。
3.根据权利要求1所述的晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法，其特征在于水解溶液为醇水溶液，水钛摩尔比和醇钛摩尔比分别为10～100和5～50。
4.根据权利要求1所述的晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法，其特征在于所加入的无机酸是盐酸或硝酸或草酸，其浓度为0～2摩尔/升，加入量为10～20ml/g无定形TiO2。
5.根据权利要求1所述的晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法，其特征在于水热处理的温度为150～200℃，时间为8～48小时。
全文摘要
本发明提供了一种制备晶相可控的二氧化钛纳米晶的方法。现有技术存在效果差、能耗高等不足。新方法的主要特征是利用含钛化合物在醇水溶液中水解得到的无定形二氧化钛粉体为原料，加入不同浓度的无机酸，经水热处理、抽滤、洗涤、干燥，制得锐钛矿相和金红石相比例连续可调的二氧化钛纳米晶。该方法的突出优点是制备条件温和、不经高温焙烧即得混合相二氧化钛，两种晶相比例通过改变制备条件可以连续调变，设备和工艺简单，易于实现大规模工业化生产。
文档编号C01G23/053GK1478725SQ0311483
公开日2004年3月3日 申请日期2003年1月13日 优先权日2003年1月13日
发明者乐英红, 吴春莹, 邓兴毅, 高滋 申请人:复旦大学