中空結構納米TiO2微球的可控制備

編號：NMJS07687

篇名：中空結構納米TiO2微球的可控制備

作者：呂斌 程坤 高黨鴿 馬建中

關鍵詞： 二氧化鈦 中空結構 模板法 光催化

機構： 陜西科技大學輕工科學與工程學院 輕化工程國家級實驗教學示范中心（陜西科技大學） 科銳新材料研究所 中國皮革協(xié)會科技委員會

摘要： 納米TiO2作為一種氧化還原能力強、化學性質穩(wěn)定、來源廣泛和環(huán)境友好的多功能材料,被認為是非常有前景的半導體光催化材料之一。在各種形貌的納米TiO2中,中空結構TiO2微球因具有密度低、比表面積大、滲透性好和穩(wěn)定性高的特點而受到越來越多研究者的青睞。尋求工藝簡單、重復性好和產(chǎn)物形貌可控的中空納米TiO2微球的制備方法顯得尤為重要。中空納米TiO2微球的制備方法根據(jù)制備原理可分為溶膠-凝膠法、水熱法、溶劑熱法、噴霧干燥法和層層自組裝法等;根據(jù)制備過程中是否加入模板劑又可分為硬模板法、軟模板法和無模板法。本文針對硬模板法、軟模板法和無模板法進行了綜述。其中,硬模板是最早應用于中空TiO2微球制備的方法,最終所得中空TiO2的形貌、空腔大小和表面所帶電荷與所用模板劑種類密切相關。目前常用的模板劑有三大類,包括聚合物、碳球和無機氧化物。而在制備模板劑過程中需要消耗大量的時間和有機溶劑,造成成本升高和環(huán)境污染。軟模板法是目前最高效的一種制備方法,其制備機理與硬模板法較為相似,主要區(qū)別在于模板劑的選擇上,前者的模板劑大多為剛性較強的無機粒子,而軟模板劑通常為乳液液滴、超分子膠束、聚合物聚集體/囊泡等強度較低的氣體或者液體。相比于硬模板法其最明顯的優(yōu)勢在于后期對于模板劑的去除較為容易,不需要高溫處理,多次洗滌即可除去,因此具有效率高、工藝簡單等優(yōu)勢。無模板法是一種最具應用潛力的中空TiO2微球制備方法。此法大多為一步反應,因此其可控性較差,尚未實現(xiàn)大范圍應用與生產(chǎn)。但是,該法具有制備步驟少、成本低和產(chǎn)率高等優(yōu)勢,在后期的批量生產(chǎn)和規(guī)�；�制備中空TiO2微球方面具有潛在的優(yōu)勢。目前,對于中空納米TiO2微球的研究除了有效且成熟的制備工藝外,