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专利号: 2020100834225
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:制备方法是将一定量的钛源溶于环己醇中,得到均匀的溶液;将上述溶液转移至密闭的均相反应容器中,使钛源在环己醇溶剂中进行溶剂热反应;反应结束后快速冷却,再经分离、洗涤和干燥,最终获得纯度高、分散性好、{001}晶面暴露比高的多孔锐钛矿型二氧化钛纳米片。

2.根据权利要求1所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:本发明的具体步骤包括:步骤(1)、将一定量的钛源加入到环己醇中,搅拌溶解后得到乳白色溶液(1);

步骤(2)、将乳白色溶液(1)转移至密闭、耐压的均相反应容器中进行反应;

步骤(3)、反应完成后,将产物取出进行分离、洗涤和干燥,获得白色的多孔二氧化钛纳米片。

3.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:步骤(1)中,所述钛源为六氟钛酸和钛酸四丁酯的混合物;溶液中钛的总摩尔浓度为

0.01~0.5mol/L;六氟钛酸与钛酸四丁酯的摩尔比为2:1~1:10;

所述搅拌时间为1~30min,搅拌速度为200~800rpm。

4.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:步骤(2)中,所述反应时的温度为150~220℃;反应时间为30~200min;均相反应容器的旋转速度为150~500rpm。

5.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:步骤(3)中,所述分离方式为离心或抽滤;所用洗涤溶剂为去离子水、无水乙醇或丙酮;干燥的方式是自然晾干、冷冻干燥或真空干燥。

6.根据权利要求2所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的制备方法,其特征是:步骤(3)中,所得二氧化钛纳米片的长、宽范围为500~950nm,厚度范围为5~20nm;纳米片的分散性高、尺寸分布均匀且可控、具有多孔结构;孔径范围为1~20nm;{001}晶面的暴露比例达到95%~99%。

7.一种基于权利要求1所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的应用,其特征是:基于二氧化钛纳米片在光催化产氢和污染物降解的应用:基于多孔二氧化钛纳米片,制成制二氧化钛/铂光催化剂。将该二氧化钛/铂光催化剂用作催化水分解产氢,获得优异的光催化产氢性能。

8.根据权利要求7所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的应用,其特征是:将所得多孔二氧化钛纳米片负载铂制成二氧化钛/铂光催化剂,具体制备方法如下:首先,按一定质量比分别称取二氧化钛纳米片和氯铂酸;

其次,向其中加入适量无水乙醇,充分搅拌,得到溶液;

再次,将溶液置于光照下一段时间,随后洗涤并进行真空干燥;

最终,获得负载铂的多孔二氧化钛纳米片光催化剂。

9.根据权利要求7所述的一种{001}晶面暴露的多孔二氧化钛纳米片的应用,其特征是:将所得二氧化钛/铂光催化剂应用于光催化制氢的方法:步骤1、光催化产氢实验装置由一个50mL玻璃管和橡胶塞密封制成,光源为350W的氙灯;

步骤2、取1~10mg二氧化钛/铂光催化剂分散于甲醇/水混合液中,将该装置通氮气鼓泡30~60min后密封;

步骤3、打开氙灯,将光催化产氢实验装置放置在距离光源15cm的位置;

步骤4、反应时间为2.5h;期间每隔30min,取1mL气体通过气相色谱仪的分子筛,进行产氢测试。