本發(fā)明屬于納米材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錐形二氧化鈦納米棒及其制備方法。

背景技術(shù)：

TiO₂材料由于其內(nèi)在優(yōu)點，比如：分布廣泛，毒性低，穩(wěn)定性好以及獨特的光學和電子性能，其在光催化、燃料電池、鋰離子電池和傳感器等方面有廣泛的應(yīng)用。因此，不論是基礎(chǔ)研究還是前沿領(lǐng)域，研究者們對TiO₂材料的研究力度不斷上升。

過去幾十年，研究者們都致力于研究各種不同形貌的TiO₂材料，如棒狀、管狀、球狀、線狀和3D分層結(jié)構(gòu)等，不同的形貌對TiO₂的性能有不同的影響。對于TiO₂在性能方面的研究，形貌的控制是一種有效方法。申請公布號為CN 105967229 A(申請?zhí)?01610299669.4)的中國專利公開了一種棒狀二氧化鈦的制備方法。該專利利用鈦源在有機溶劑中的水熱反應(yīng)制備出所需產(chǎn)物，該專利雖然制得了不同晶型的二氧化鈦，但對產(chǎn)物的晶面控制未做進一步探究。TiO₂有三種晶型：銳鈦礦、金紅石、板鈦礦。與其它兩種晶型相比，銳鈦礦相的晶體結(jié)構(gòu)具有較小的原子堆積密度，而原子堆積密度可能與其吸收能力的強弱和活性位點(氧空位)的數(shù)量有關(guān)。因此，銳鈦礦相的晶體結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)更有效的電荷分離和較低的載流子復合率。但是，由于較高帶隙能的存在使銳鈦礦相TiO₂的氧化還原驅(qū)動力較高，銳鈦礦相TiO₂在可見光和紅外光下并無催化效力，降低了太陽能的利用效率。為了擴展其對可見光的光響應(yīng)性能，研究者一直致力于研究通過摻雜或還原的方法縮小其帶隙能。目前，有一種方法是在H₂高壓條件下制備帶隙能較小的黑色銳鈦礦相TiO₂納米粒子。

控制晶面是除改變帶隙能外另一種改善銳鈦礦相TiO₂性能的有效方法。雖然，有研究結(jié)果表明，高能{001}或{100}{010}面銳鈦礦相TiO₂由于缺乏自發(fā)分離的電荷載體并不能保證高效的光催化效率。有研究者指出，這些高能晶面與低能{101}晶面在最佳比例下的協(xié)同作用能夠形成獨特的表面異質(zhì)結(jié)，有利于電荷分離從而提高銳鈦礦相納米TiO₂的光催化活性。Zhang等通過簡單的溶膠水熱法制備了裸露的高能{100}和{001}晶面和低能{101}晶面的棒狀銳鈦礦相TiO₂并將其用于光催化制氫，呈現(xiàn)出較好的催化性能，此方法在較高的水熱溫度(200℃)時形成的樣品較好，耗能高(Linlin Zhang,Long Tian,Yongxin Liu et al.J.Mater.Chem.A,2015,00,1-8)。

綜上所述，有必要進一步研究新的方法來控制銳鈦礦相TiO₂的晶面，以改善銳鈦礦相TiO₂的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種錐形二氧化鈦納米棒，其形貌為兩頭尖的錐形納米棒，尺寸分布均勻，長度分布在200-900nm范圍內(nèi)，單個納米棒的最大直徑為75～85nm，晶型為單晶銳鈦礦相，并且，該納米棒具有裸露的{100}、{001}和{101}晶面。

該錐形納米棒是通過以下方法制備得到的：以鈦酸四異丙酯(C₁₂H₂₈O₄Ti，簡稱TTIP)為原料，以表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和雙十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)作復合模板，以氨水調(diào)節(jié)溶劑的pH值，經(jīng)過水熱反應(yīng)，煅燒，得到該錐形二氧化鈦納米棒。

其中，各原料的質(zhì)量比為

TTIP:NH₃·H₂O:CTAB:DDAB＝1:(1.14-2.28):(0.25-0.75):(0.25-0.75)。

本發(fā)明還提供所述錐形二氧化鈦納米棒的制備方法，以鈦酸四異丙酯(TTIP)為原料，以表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和雙十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)作復合模板，制備出的錐形二氧化鈦納米棒具有較好的形貌和較均勻的尺寸，該實驗過程操作簡單。其中在CTAB和DDAB的相互作用以及氨水的調(diào)解下產(chǎn)物的尺寸更均勻。實驗過程中氨水調(diào)節(jié)了溶劑的pH值。另外，氨水也對TiO₂的形貌調(diào)控起到了重要作用。

具體技術(shù)方案如下：

一種錐形二氧化鈦納米棒的制備方法，包括以下步驟：

(1)向水中分別加入CTAB和DDAB，然后再向該溶液中加入氨水，混合均勻，制備混合溶液a；

(2)將步驟(1)中的混合溶液a與鈦酸四異丙酯混合均勻，得到懸浮液b；

(3)將步驟(2)中的懸浮液b進行水熱反應(yīng)；

(4)將步驟(3)中反應(yīng)完畢的產(chǎn)物進行分離，洗滌，干燥，研磨后，煅燒，得到錐形二氧化鈦納米棒；

加入原料的質(zhì)量比為TTIP:NH₃·H₂O:CTAB:DDAB＝1:(1.14-2.28):(0.25-0.75):(0.25-0.75)。

本發(fā)明通過選擇鈦源和模板的種類以及采用合適的pH調(diào)節(jié)劑和控制適當?shù)墓に嚄l件，得到具有特定形貌和晶面結(jié)構(gòu)的二氧化鈦納米材料。其中，各原料的配比量對于得到特定形貌和晶面結(jié)構(gòu)的納米材料具有至關(guān)重要的影響，本發(fā)明經(jīng)過大量的實驗驗證，得到了使得產(chǎn)物形貌規(guī)則、均勻且分散性較好的一組各原料的配比量的數(shù)據(jù)。經(jīng)試驗驗證，不合適的原料配比量，無法得到晶體暴露面為{100}、{001}和{101}的納米材料。

步驟(1)中，優(yōu)選的，氨水的體積分數(shù)為1.7％。

優(yōu)選的，混合均勻時攪拌的溫度為32～37℃；更優(yōu)選的，攪拌溫度為35℃，在該溫度下，CTAB、DDAB充分溶解并與氨水充分混合，為鈦源加入之后的反應(yīng)提供良好的環(huán)境。

優(yōu)選的，加入氨水后攪拌2-3h；更優(yōu)選的，攪拌2h。優(yōu)點：將CTAB、DDAB和氨水充分攪拌均勻，利于兩種表面活性劑和氨水充分發(fā)揮作用，為鈦源加入之后的反應(yīng)提供良好基礎(chǔ)。本發(fā)明中氨水起到了調(diào)節(jié)溶液pH值的作用，同時，氨水對于調(diào)節(jié)最終產(chǎn)物的形貌起到了關(guān)鍵作用。

步驟(2)中，攪拌混勻反應(yīng)12-36h；更優(yōu)選的，攪拌混勻反應(yīng)24h。優(yōu)點：使鈦源與由氨水以及CTAB和DDAB形成的溶液混合均勻。同時，適當?shù)臄嚢杷俣群蛿嚢钑r間能夠使鈦源與兩種表面活性劑很好地結(jié)合，為之后在恒溫箱中水熱反應(yīng)的充分進行提供條件。

本發(fā)明選用鈦酸四異丙酯，目的是在一定的工藝條件下能夠保證得到特定形貌的錐形納米棒。

步驟(3)中，水熱反應(yīng)條件為150-180℃。水熱反應(yīng)24-48h；更優(yōu)選的，180℃水熱反應(yīng)24h。優(yōu)點：本發(fā)明采用水熱法制備錐形二氧化鈦納米棒，這種方法較簡便、易操作。經(jīng)試驗驗證，本發(fā)明在此溫度范圍內(nèi)制備的錐形二氧化鈦納米棒屬于單晶銳鈦礦相。如圖4所示，XRD圖表明該產(chǎn)物的結(jié)晶度較好，產(chǎn)物的這種性質(zhì)使其在催化方面的應(yīng)用有較好的性能。

水熱反應(yīng)的時間會影響本發(fā)明產(chǎn)物的形成，水熱反應(yīng)時間縮短時，產(chǎn)物并不能形成，隨水熱反應(yīng)時間的增加，產(chǎn)物的成形性會變得更好，其大小也會變得更均勻。

水熱反應(yīng)溫度對本發(fā)明產(chǎn)物的形成同樣具有不可忽視的影響，水熱反應(yīng)溫度過低，并不能形成錐形二氧化鈦納米棒。當水熱反應(yīng)溫度增加到150℃，產(chǎn)物會逐漸形成較均勻的形貌，如圖1所示。當水熱反應(yīng)溫度再逐漸增加到180℃時，產(chǎn)物長度有所減短其形貌也變得更均勻。

步驟(4)中，優(yōu)選的，干燥溫度為50℃，干燥時間為12-24h；更優(yōu)選的，50℃條件下干燥24h。優(yōu)點：經(jīng)水熱反應(yīng)制備的二氧化鈦屬于無定形的，該溫度下干燥不會對產(chǎn)物的晶型產(chǎn)生影響，制備出的樣品屬于無定形的前驅(qū)體，為煅燒過程中的晶型變化做準備。

優(yōu)選的，煅燒條件為在450℃條件下煅燒3-4h，更優(yōu)選的，450℃條件下煅燒4h。優(yōu)點：本發(fā)明的煅燒溫度低，可以減少對能源的消耗。

本發(fā)明還提供所述錐形二氧化鈦納米棒在制備催化材料、傳感材料或能源存儲材料中的應(yīng)用。本發(fā)明制備得到的錐形二氧化鈦納米棒在催化方面有更為廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過實驗驗證，本發(fā)明中錐形二氧化鈦納米棒對光催化制氫表現(xiàn)出較好的性能，因此在催化方面具有潛在的應(yīng)用價值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)采用本發(fā)明的制備方法，以鈦酸四異丙酯(TTIP)為原料，以表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和雙十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)作復合模板，以氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，經(jīng)過水熱反應(yīng)，煅燒，制備得到的錐形二氧化鈦納米棒屬于單晶銳鈦礦相，具有裸露的高能{100}和{001}晶面和低能{101}晶面，其在催化應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。通過適當調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，如通過調(diào)控水熱溫度可以在一定程度上對產(chǎn)物形貌和晶面做出適當?shù)恼{(diào)控。

(2)水熱反應(yīng)的產(chǎn)物干燥之后是無定型的前驅(qū)體，需要通過煅燒來實現(xiàn)產(chǎn)物晶型的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明納米材料的制備采用簡單易行的水熱法。本發(fā)明在水熱反應(yīng)條件下制備的錐形二氧化鈦納米棒屬于單晶銳鈦礦相。如圖4所示，這種性質(zhì)使其在催化方面的應(yīng)用有較好的性能。

(3).本發(fā)明以TTIP為原料，氨水為溶液pH調(diào)節(jié)劑，CTAB和DDAB為復合模板劑，在不同條件下制備出的錐形二氧化鈦納米棒大小均勻，長度分布在200-900nm范圍內(nèi)，利用復合模板制備出的產(chǎn)物形貌均勻。該制備過程操作簡單，為錐形材料的制備提供參考。

(4)本發(fā)明中的氨水可以用作pH值調(diào)節(jié)劑，在該pH值下，CTAB與DDAB相互作用，為特定形貌產(chǎn)物的形成提供了保障。另外，氨水的存在還對最終的產(chǎn)物形貌起到關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。

(5)本發(fā)明中的各個原料以及用量比例是實現(xiàn)本發(fā)明較重要的條件，尤其是，本發(fā)明中復合模板劑CTAB和DDAB以及用量比例是實現(xiàn)本發(fā)明所必需的條件，產(chǎn)物形貌會隨著CTAB和DDAB的比例變化而變化，當兩者比例變大時，產(chǎn)物形貌大小不均勻，成形性不好。當CTAB和DDAB的比例變小時，產(chǎn)物形貌較難分辨不易形成。本發(fā)明比例制備的產(chǎn)物形貌規(guī)則、均勻且分散性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例2制備的錐形二氧化鈦納米棒的透射電鏡圖片(TEM)；

圖2是本發(fā)明實施例2制備的錐形二氧化鈦納米棒的掃描電鏡圖片(SEM)；

圖3是本發(fā)明實施例5制備的錐形二氧化鈦納米棒的透射電鏡圖片(TEM)；

圖4是本發(fā)明實施例2制備的錐形二氧化鈦納米棒的廣角X射線衍射圖(XRD)。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本發(fā)明提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作和/或它們的組合。

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種錐形二氧化鈦納米棒的制備方法，包括以下步驟：

(1)向水中分別加入CTAB和DDAB，然后再向該溶液中加入體積分數(shù)為1.7％的氨水，恒溫勻速攪拌制備混合溶液a；

其中，攪拌過程中的溫度為32～37℃；優(yōu)選：攪拌溫度為35℃。

加入氨水后攪拌2-3h，優(yōu)選：攪拌2h。

(2)將TTIP加入到由上述步驟(1)制備的混合溶液a中，恒溫勻速攪拌，得到懸浮液b；

其中，加入TTIP后攪拌混勻反應(yīng)12-36h，優(yōu)選：攪拌混勻反應(yīng)24h。

(3)將由步驟(2)制得的懸浮液b轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，置于恒溫箱中，在適當?shù)臏囟认逻M行水熱反應(yīng)；

其中，水熱反應(yīng)條件為150-180℃水熱反應(yīng)24-48h，優(yōu)選：180℃水熱反應(yīng)24h。

(4)將由步驟(3)制備的產(chǎn)物進行離心，洗滌，干燥，研磨后，煅燒，得到錐形二氧化鈦納米棒；

其中，干燥溫度為50℃，干燥時間為12-24h，優(yōu)選：50℃條件下干燥24h。

煅燒條件為在450℃條件下煅燒3-4h，優(yōu)選：450℃條件下煅燒4h。

加入原料的質(zhì)量比為TTIP:NH₃·H₂O:CTAB:DDAB＝1:(1.14-2.28):(0.25-0.75):(0.25-0.75)。

經(jīng)過上述方法制備出錐形二氧化鈦納米棒，尺寸分布均勻，長度分布在400-900nm范圍內(nèi)，具有裸露的高能{100}和{001}晶面和低能{101}晶面。

本發(fā)明通過選擇特定的鈦源、復合模板劑和pH調(diào)節(jié)劑以及各個原料的特定配比量，并通過控制合成納米材料的工藝條件，制備得到具有特定形貌和晶面結(jié)構(gòu)的二氧化鈦納米材料。各個原料組分以及配比關(guān)系為一個整體。發(fā)明人在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，替換上述原料的任何一種原料組分，或者改變原料的配比關(guān)系，則不能得到理想的二氧化鈦的納米材料，其理想的二氧化鈦納米材料應(yīng)為：其形貌為兩頭尖的錐形納米棒，尺寸分布均勻，長度分布在200-900nm范圍內(nèi)，晶型為單晶銳鈦礦相，具有裸露的高能{100}和{001}晶面和低能{101}晶面。當改變某一條件時，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其結(jié)果(納米材料的形貌或結(jié)構(gòu))并不具有可預(yù)期性，因為涉及的影響因素很多，本發(fā)明人通過探究一系列的影響因素，以得到理想的二氧化鈦的納米材料為出發(fā)點，采用鈦酸四異丙酯(TTIP)為原料，采用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和雙十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)作復合模板，采用氨水調(diào)節(jié)溶劑的pH值，經(jīng)過水熱反應(yīng)，煅燒，得到目標產(chǎn)物二氧化鈦納米棒。

本發(fā)明制備得到的錐形二氧化鈦納米棒在催化方面有更為廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過實驗驗證，本發(fā)明中錐形二氧化鈦納米棒對光催化制氫表現(xiàn)出較好的性能，因此在催化方面具有潛在的應(yīng)用價值。

為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下將結(jié)合具體的實施例與對比例詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌12h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

實施例2

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP滴加到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

用透射電鏡和掃描電鏡觀察，如圖1和圖2所示，該方法制備的錐形二氧化鈦納米棒，其形貌為兩頭尖的錐形納米棒，單個納米棒的最大直徑為80nm左右，分散性好并且大小也比較均勻。經(jīng)450℃煅燒后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，長度分布在600-900nm范圍內(nèi)。晶型為單晶銳鈦礦相，并且，該納米棒具有裸露的高能{100}和{001}晶面和低能{101}晶面。

如圖4所示，XRD圖表明該產(chǎn)物的結(jié)晶度較好，產(chǎn)物的這種性質(zhì)使其在催化方面的應(yīng)用有較好的性能。

實施例3

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP滴加到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌36h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

實施例4

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)36h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

實施例5

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于180℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

用透射電鏡觀察，如圖3所示，該溫度下制備的錐形二氧化鈦納米棒其分散性較好，其形貌為兩頭尖的錐形納米棒，單個納米棒的最大直徑為80nm左右，長度分布在200-500nm范圍內(nèi)，相較于150℃條件下的產(chǎn)物長度有所減小。

實施例6

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4gTTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于180℃恒溫箱中水熱反應(yīng)36h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

實施例7

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于180℃恒溫箱中水熱反應(yīng)48h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

實施例8

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于160℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

對上述實施例中的產(chǎn)物進行測試，水熱反應(yīng)時間縮短時，產(chǎn)物較難形成。隨水熱反應(yīng)時間的增加，產(chǎn)物破碎越來越嚴重。當水熱溫度降低時不能得到所需產(chǎn)物，當水熱溫度過高時產(chǎn)物破裂越來越嚴重。通過探究一系列影響因素，發(fā)明人得出本文實驗條件為最優(yōu)條件，產(chǎn)物的形貌規(guī)則、均勻且分散性好。

以上制備得到的錐形二氧化鈦納米棒在催化方面有更為廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過實驗驗證，本實施例中錐形二氧化鈦納米棒對光催化制氫表現(xiàn)出較好的性能，因此在催化方面具有潛在的應(yīng)用價值。

對比例1

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于120℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

經(jīng)測試，在該溫度下制備的二氧化鈦樣品并不能形成錐形形貌，同時也不能形成二氧化鈦的單晶銳鈦礦相。

對比例2

向溫度為35℃的40mL去離子水中分別加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)6h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

此次試驗中，在該溫度下水熱時間過短，二氧化鈦樣品并不能形成錐形形貌，同時也不能形成二氧化鈦的單晶銳鈦礦相。

對比例3

向溫度為35℃的40mL去離子水中加入0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g TTIP加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

在該水熱溫度下，不加入CTAB條件下，二氧化鈦樣品并不能形成錐形形貌，同時也不能形成二氧化鈦的單晶銳鈦礦相。

對比例4

向溫度為35℃的40mL去離子水中加入0.15g的CTAB和0.15g的DDAB勻速攪拌過夜，然后在該溶液中加入體積比為1.7％的氨水0.68mL，攪拌2h，得到混合溶液；將0.4g鈦酸四丁酯(C₁₆H₃₆O₄Ti)加入到上述混合溶液中，恒溫勻速攪拌24h，得到乳白色懸浮液；將上述制得的乳白色懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜后，置于150℃恒溫箱中水熱反應(yīng)24h；將上述水熱反應(yīng)后的乳白色懸浮液進行離心，洗滌，干燥，研磨后，在450℃條件下煅燒4h，得到二氧化鈦粉末。

在該實驗條件下，改變加入鈦源的種類，二氧化鈦樣品并不能形成錐形形貌，同時也不能形成二氧化鈦的單晶銳鈦礦相。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。