介孔二氧化钛纳米颗粒的制备方法有哪些

介孔二氧化钛纳米颗粒的制备方法主要包括模板法、溶胶-凝胶法、自组装法、无模板法以及离子液体辅助法，以下是对这些方法的详细介绍：

模板法

• 硬模板法：利用聚苯乙烯（PS）乳液等硬模板，首先合成PS/TiO₂复合微球，再通过溶解出PS模板的方法制备纳米级TiO₂中空球。例如，在80℃下，单体浓度占总质量的20%、引发剂和乳化剂分别为单体质量的0.3%和3%、回流时间为12h的条件下，可以得到外径为180nm、比表面积为283.4m²/g的TiO₂中空球。

• 软模板法：以表面活性剂（如吐温80、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵等）为软模板，通过控制模板形状和尺寸调控产物结构。例如，将纳米粉体与模板剂吐温80或十二烷基苯磺酸钠按照不同质量比混合搅拌，过滤干燥后放入马弗炉中在600℃的温度下焙烧30min，得到介孔纳米TiO₂。

溶胶-凝胶法

• 原理：将适量的钛源和溶剂混合形成可溶胶，然后加入某些表面活性剂或配位剂，通过水解、缩聚反应形成凝胶，最后将凝胶进行干燥和煅烧处理得到介孔二氧化钛。

自组装法

• 原理：通过控制前驱体的水解和缩合反应，使二氧化钛纳米颗粒自组装形成介孔结构。

• 特点：无需额外模板，通过反应条件控制实现结构形成。

无模板法

• 原理：预先制备TiO₂纳米微粒，再通过组装工艺形成薄膜或球形颗粒。例如，将预制备的TiO₂纳米微粒分散于稳定的液相中，随后通过滴涂法、刮刀涂层法、旋涂法或喷雾技术将其沉积在不同材质的基质上。

• 特点：纳米微粒制备与形貌形成过程独立，可通过控制TiO₂纳米微粒的相组成、晶粒尺寸、结晶度及形状得到特定性质的材料。

离子液体辅助法

• 原理：利用离子液体的分散、聚集和模板作用，与钛源混合后进行水解和煅烧处理制备介孔二氧化钛。

• 特点：离子液体良好的溶解能力和络合反应能力可辅助形成特定孔道结构。

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