(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211246173.2 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 攀枝花学院 地址 617000 四川省攀枝花市东区机场路 10号 (72)发明人 蒲洪　苟益　张桓　田从学　 (74)专利代理 机构 成都希盛知识产权代理有限 公司 512 26 专利代理师 廖文丽　武森涛 (51)Int.Cl. C01G 23/00(2006.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米 管的方法 (57)摘要 本发明涉及一种工业偏钛酸通过水热合成 法制备钛酸纳米管的方法， 属于无机纳米材料技 术领域。 本发 明工业偏钛酸通过水热合成法制备 钛酸纳米管的方法包括： 将硫酸法钛白生产工艺 中经一次洗涤与漂白后的工业偏钛酸加去离子 水进行打浆分散， 然后进行固液分离得到固体， 并用去离子水洗涤固体， 得纯化工业偏钛酸固 体； 将纯化工业偏钛酸固体加入 氢氧化钠水溶液 中得到混合液， 将混合液进行水热反应， 控制反 应时间和温度， 反应结束经冷却、 固液分离、 洗涤 得钛酸钠纳米管； 将钛酸钠纳米管加入盐酸溶液 中， 搅拌， 进行离子交换， 离子交换结束后， 固液 分离、 洗涤、 干燥得钛酸纳米管。 本发明工艺简 单、 成本低、 易于制造出管径较小、 形貌较好的纳 米管。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115417448 A 2022.12.02 CN 115417448 A 1.工业偏钛 酸通过水热合成法制备钛 酸纳米管的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： a.将硫酸法钛 白生产工艺中经一次洗涤与漂白后的工业偏钛酸加去离子水进行打浆 分散， 然后进行固液分离得到固体， 并用去离 子水洗涤固体， 得 纯化工业偏钛 酸固体； b.将a步骤所述纯化工业偏钛酸固体加入氢氧化钠水溶液中得到混合液， 将混合液在 130～180℃进行水热反应， 反应结束经冷却、 固液分离、 洗涤得钛酸钠纳米管； 所述氢氧化 钠水溶液浓度为9 ～12mol/L， 优选为10mo l/L； c.将b步骤所述钛酸钠纳米管加入盐酸溶液中， 搅拌， 进行离子交换， 离子交换结束后， 固液分离、 洗涤、 干燥得钛 酸纳米管。 2.根据权利要求1所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特征 在于， a步骤所述打浆分散后的浆料浓度以二氧化钛质量计为150～300g/L； 优选为200～ 300g/L。 3.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤b中， 所述混合液中的工业偏钛 酸以二氧化 钛计6～10g/L， 优选为9g/L。 4.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤b中， 所述水 热反应的时间为16～32h， 优选为24h 。 5.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤b中， 所述水 热反应的温度为16 5～175℃， 优选为170℃。 6.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤c中， 所述盐酸溶 液的浓度为0.0 5～0.12mo l/L， 优选为0.1mo l/L。 7.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤c中， 所述离 子交换的时间为16～3 6h， 优选为24h 。 8.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， a步骤所述洗涤的水用量 为打浆分散后的浆料体积的3～5倍； 优选步骤b中， 所述水热反应结束后冷却至室温再进行固液分离， 所述洗涤为用去离子 水洗涤3～5次； 优选步骤c中， 所述离子交换结束后， 经固液分离后， 用去离子水洗涤， 直至分离出来的 液相中无氯离 子。 9.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其特 征在于， 步骤c中， 所述干燥的温度为6 0～90℃， 优选为80℃。 10.根据权利要求1或2所述的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法， 其 特征在于， 步骤c中， 所述干燥的时间为8～15 h， 优选为12h 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115417448 A 2工业偏钛酸通过 水热合成法制备 钛酸纳米管的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳 米管的方法， 属于无机纳 米材料技术领域。 背景技术 [0002]TiO2在光催化方面表现出许多优异的性能， 其被认为是最具有潜力的光催化剂材 料。 TiO2基纳米管种类很多， 包括纳米管、 钎铁矿型TiO2纳米管和钛酸纳米管等。 TiO2基纳米 管有多种制备方法， 最常见的制备方法主要有模板合成法、 阳极氧化法和水热法。 钛酸纳米 管是一种定向排列的管状纳米材料， 因其丰富的形貌和优异的稳定性等特点而应用于吸附 以及光催化等领域。 钛酸纳米管具备TiO2纳米管的一系列优点， 同时其独特的物理结构使 它的表面积和孔体积都大于TiO2纳米管， 而且TiO2的表面通常会带负电荷， 这 些物理化 学特 性使钛酸纳米管成为固定催化剂粒子的良好基底或载体。 [0003]专利CN1789141A公开了一种纳米管状钛酸钠/钛酸的制备方法， 其用成品二氧化 钛为原料， 通过微波炉加热方式制备产品， 成本较高， 并且微波加热方式不利于控制反应过 程。 专利CN1607182A公开了一种纳米管钛酸及其制备方法和应用， 其以商品二氧化钛或偏 钛酸为原料， 利用油浴进行加热， 同样成本较高， 反应过程操作不便， 存在油外溢或油浴升 温过高引起失火的隐患。 专利CN101003385A公开了一种纳米管钛酸盐制备方法， 其利用成 品二氧化钛、 偏钛酸或钛酸酯为原料， 采用熔融交换法制备纳米管钛酸盐， 并非制备钛酸纳 米管， 制备方法也非水热法。 李秋叶等公开了一种以偏钛酸浆料为原料通过水热法合成了 纳米管钛酸的方法(李秋叶， 王克， 张纪伟， 等.利用偏钛酸浆料制备大比表 面纳米管钛酸工 艺的研究[J].化学研究， 2005， 16(1):4)， 利用偏钛酸浆料制备了大比表面纳米管钛酸， 但 其所用偏钛酸浆料是通过复杂方法制备， 并且采用其工艺所合成的纳米管钛酸还有许多 未 转换完的偏钛 酸颗粒， 钛 酸纳米管的形貌较差 。 [0004]目前， 直接采用工业偏钛酸为原料， 利用水热法制 备良好形貌钛酸纳米管的报道 还未有见到 。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种新的工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方 法。 [0006]为达到本发明的目的， 所述工业偏钛酸通过水热合成法制备钛酸纳米管的方法包 括： [0007]a.将硫酸法钛白生产工艺中经一次洗涤与漂白后的工业偏钛酸加去离子水进行 打浆分散， 然后进行固液分离得到固体， 并用去离 子水洗涤固体， 得 纯化工业偏钛 酸固体； [0008]b.将a步骤所述纯化工业偏钛酸固体加入氢氧化钠水溶液中得到混合液， 将混合 液在130～180℃进行水热反应， 反应结束经冷却、 固液分离、 洗涤得钛酸钠纳米管； 所述氢 氧化钠水 溶液浓度为9 ～12mol/L， 优选为10mo l/L；说　明　书 1/5 页 3 CN 115417448 A 3