在微米尺度上具有大直径尺寸的 TiO2 球体。。在以往的研究中已经实现了然而,大直径尺寸增加了反应物的扩散长度并且大大削弱了应用性能[6-9]。因此,
在微米尺度上具有大直径尺寸的 TiO2 球体。。在以往的研究中已经实现了然而,大直径尺寸增加了反应物的扩散长度并且大大削弱了应用性能[6-9]。因此,将纳 米尺度减小,以此来提高其性能是非常重要的。可是,据我们所知,迄今为止还没有关于通 过简单且可重复的方法在纳米尺度上合成具有可控粒径的单分散介孔 TiO2 纳米球的报道。 经典的 Stober 方法(溶胶—凝胶法) 是众所周知的,通过在醇/水溶液中水解和缩合硅烷
醇来合成胶体 SiO2 纳米球 。在此过程中,通过改变合成参数可以容易地调节所得二氧化硅胶体的直径尺寸和球形形态。因此,溶胶 - 凝胶法是一种有效的方法,因为它具有许多 优点,如简单性,超均匀性和低温性。然而,TiO2 前体的溶胶 - 凝胶法由于其较高的化学 反应性而与 SiO2 前体的溶胶 - 凝胶过程非常不同。TiO2 前体的水解和缩合反应速率太快而 无法控制,导致不希望的相分离,产生具有严重附聚的多分散的阿莫斯粒子[12-18]。因此,开 发易于再现的溶胶 - 凝胶法来控制前体的水解和缩合反应速率并制备单分散中孔 TiO2 纳米 球是非常有挑战性的。
在另一方面,鉴于 TiO2 禁带宽度的限制,其具有响应的光的波长主要集中于紫外光一 带。而众所周知,紫外光在太阳光中占了不到 5%,这在一定程度上也大大的限制了介孔 TiO2 的实际应用。通过对文献的调研和前人研究的总结,制备具有可见光响应的介孔 TiO2 有多 种方法,其中包括贵金属复合,半导体复合,过渡金属离子复合,光敏化,通入活性气氛进 行反应掺杂[19,20]等等。
在本文中,我们展示了通过在室温下在水和醇的混合物中水解和缩合钛酸四丁酯(TBOT) 制备单分散 TiO2 胶体纳米球的双表面活性剂组装方法。首先,在无水乙醇的环境中,采用正 十二烷基胺(DDA)和 Pluronic F127 双重表面活性剂体系,此时去离子水和双表面活性剂体 系共同控制钛酸四丁酯的水解和缩合率,形成前驱物。其次,将前驱物研磨之后,采用溶剂 热处理来增大样品的比表面积。接着, 将样品分别在空气和高纯氮气中 500ºC 煅烧 2 小时, 制得紫外光和可见光响应的介孔 TiO2 纳米球。最后,在对样品进行晶体结构,比表面积测 定的基础上,进一步研究煅烧氛围与禁带宽度之间存在的可能关系。