專利名稱：一種制備二氧化鈦線管材的方法及線管材的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備線管材的方法及線管材的應(yīng)用，具體地說，是指一種采用鈦—氧粉材制備二氧化鈦(TiO2)線管材的方法及線管材的用途。
背景技術(shù)：
對于TiO2線管材的制備方法中，美國《應(yīng)用物理快報》(2001年第29卷)和(2003年第82卷)中的“TiO2納米管的制備和結(jié)構(gòu)分析”和“TiO2納米管形成機理”報道是用進口的商品P25 TiO2納米粒子作原料(前驅(qū)物)或者用TiCl4、TiOCl2或有機鈦作原料合成TiO2線管材，P25 TiO2納米粒子需由其它含鈦的有機物在進一步的制備中得到。由于原料制備成本高，因此帶來的應(yīng)用成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是直接使用鈦—氧粉材作原料制備TiO2線管材，并應(yīng)用到油性污水處理中。該TiO2線管材的制備工藝簡單，應(yīng)用不造成二次污染，成本低廉。
本發(fā)明的一種采用鈦—氧粉材制備TiO2線管材的方法，其應(yīng)用水熱法進行制備，步驟為第一步稱取適量的鈦—氧粉材，將其放入反應(yīng)釜中，加入5～15M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至100～240℃并保持該溫度條件下反應(yīng)10～40h；第二步待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1～1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得TiO2線管材。
所述的采用鈦—氧粉材制備TiO2線管材的方法，通過對加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度和溫度的控制可分別得到線材或者管材。
所述的采用鈦—氧粉材制備TiO2線管材的方法，其制備得到的TiO2線管材的直徑為10～200納米，長度為1～200微米。
所述的采用鈦—氧粉材制備TiO2線管材的方法，其鈦—氧粉材可以是部分結(jié)晶的普通TiO2粉或者偏鈦酸或者偏鈦酸鈉或者正鈦酸。
本發(fā)明的一種采用TiO2線管材用作污水處理中，放入量為0.5％～5％。用作處理含油性污水中，放入量為1％。
本發(fā)明制備TiO2線管材的方法優(yōu)點在于(1)原材料易得；(2)工藝簡單，易操作；(3)可大量制備TiO2線管材。
本發(fā)明的TiO2線管材的用途優(yōu)點在于(1)處理效果好，TiO2線管材能使油性污水中的油降解為水和二氧化碳；(2)無二次污染；(3)TiO2線管材可循環(huán)利用。


圖1是本發(fā)明制備TiO2管線材的流程圖。
圖2是實施例2制備得到的TiO2線管材的電鏡照片。
圖3是實施例2制備得到的TiO2線管材的X-射線衍射譜圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
本發(fā)明的采用鈦—氧粉材制備TiO2線管材的方法，應(yīng)用水熱法進行制備。其制備步驟為第一步稱取適量的鈦—氧粉材，將其放入反應(yīng)釜中，加入5～15M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至100～240℃并保持該溫度條件下反應(yīng)10～40h；第二步待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1～1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得TiO2線管材。工藝流程請參見圖1所示。
在制備過程中應(yīng)當(dāng)對加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度和溫度進行控制，通過控制可分別得到直徑為10～200納米，長度為1～200微米的TiO2納米線材和/或TiO2納米管材。制備獲得TiO2納米線材時，其加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度為15M和溫度180℃。制備獲得TiO2納米管材時，其加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度為10M和溫度160℃，且為空心結(jié)構(gòu)。
實驗例1將25kg的部分結(jié)晶的普通TiO2粉放置到反應(yīng)釜中，加入15M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至180℃并保持該溫度條件下反應(yīng)25h；待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得平均直徑為100納米，平均長度為50微米25kg的TiO2線材。
選取5kg的TiO2線材放入500Kg油性污水中進行去油處理，得到去油率95％以上的水。
實施例2將25kg的偏鈦酸粉放置到反應(yīng)釜中，加入10M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至160℃并保持該溫度條件下反應(yīng)24h；待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得平均直徑為40納米，平均長度為50微米20kg的TiO2線管材，其中管材的內(nèi)部空心有15納米。制備得到的TiO2線管材的電鏡照片請參見圖2所示。圖3是TiO2線管材的金紅石和銳鈦礦的X-射線衍射譜圖，圖中，峰值表示為可直接得出本發(fā)明的TiO2線管材是由金紅石型和銳鈦礦型的混合相。
選取5kg的TiO2線管材放入500kg油性污水中進行去油處理，得到去油率95％以上的水。
實施例3將25kg的正鈦酸粉放置到反應(yīng)釜中，加入10M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至160℃并保持該溫度條件下反應(yīng)24h；待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得平均直徑為40納米，平均長度為50微米20kg的TiO2線管材，其中管材的內(nèi)部空心有15納米。
選取5kg的TiO2線管材放入500kg油性污水中進行去油處理，得到去油率95％以上的水。
實施例4將25kg的偏鈦酸鈉粉放置到反應(yīng)釜中，加入10M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至160℃并保持該溫度條件下反應(yīng)24h；待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得平均直徑為40納米，平均長度為50微米20kg的TiO2線管材，其中管材的內(nèi)部空心有15納米。
選取5kg的TiO2線管材放入500kg油性污水中進行去油處理，得到去油率95％以上的水。
本發(fā)明在制備TiO2線管材的工藝上，原材料易得、工藝簡單，易操作、可大批量制備TiO2線管材。采用本發(fā)明方法制備得到的TiO2納米線管材用于處理油性污水處理，不造成二次環(huán)境污染，有利于環(huán)境保護。
權(quán)利要求
1.一種采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于應(yīng)用水熱法進行制備，步驟為第一步稱取適量的鈦-氧粉材，將其放入反應(yīng)釜中，加入5～15M的NaOH水溶液，混合攪拌均勻后，加熱至100～240℃并保持該溫度條件下反應(yīng)10～40h；第二步待反應(yīng)釜降低至室溫，打開反應(yīng)釜取出產(chǎn)物，進行過濾處理并用0.1～1M的稀酸洗滌，再水洗，干燥后，即獲得TiO2線管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于對加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度和溫度的控制可分別制備得到線材和/或管材，且管材為空心結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于制備得到線材時，其加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度為15M和溫度180℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于制備得到管材時，其加入反應(yīng)釜內(nèi)的NaOH水溶液的濃度為10M和溫度160℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于制備得到的TiO2線管材的直徑為10～200納米，長度為1～200微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的采用鈦-氧粉材制備TiO2線管材的方法，其特征在于鈦-氧粉材可以是部分結(jié)晶的普通TiO2粉或者偏鈦酸或者偏鈦酸鈉或者正鈦酸。
7.一種采用TiO2線管材的用途，其特征在于用作污水處理中，放入量0.5％～5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TiO2線管材的用途，其特征在于用作處理含油性污水中，放入量1％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用鈦－氧粉材制備二氧化鈦線管材的方法及線管材的用途，該方法為直接使用粉材進行制備得到TiO
文檔編號B22F5/12GK1613585SQ200410090609
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者嵇天浩, 徐惠彬 申請人:北京航空航天大學(xué)