新材料及其应用

本发明涉及一种膜材料制备技术领域的方法，本发明的目的在于提高TiO2的催化性能并解决其分离及回收的问题。本发明是通过以下技术方案实现的，具体包括如下步骤：(1)在聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内注入一定浓度的NaOH溶液，加入一定比例TiO2粉末，超声使其分散均匀，然后密封，水热反应一定时间，冷却后可得TiO2纳米线；(2)过滤富集TiO2纳米线并用去离子水和稀盐酸洗涤，在玻璃滤膜上真空抽滤，形成半成品TiO2纳米线膜，然后用去离子水反复淋洗，室温阴干，成为自支撑的TiO2纳米线膜；(3)以一定的升温梯度，在设定温度下焙烧一定时间，制备成具有同时催化与分离功能的TiO2纳米线超滤膜。

二氧化钛(TiO2)作为催化剂在实际应用中要解决自身的分离及回收问题。为了提高二氧化钛(TiO2)的催化性能并同时解决其分离及回收的问题，许多发明人尝试在载体膜上涂上一层TiO2薄膜，形成复合的纳米二氧化钛(TiO2)膜过滤装置，但研究发现其催化氧化效果不如悬浮态的纳米二氧化钛(TiO2)。

近年来研究表明，通过一些物理及化学的方法，合成了各种各样的一维(1D)纳米TiO2，如纳米线、纳米纤维、纳米杆、纳米管。这些方法之中，水热法显然具有应用广泛，易于操作的优点。典型的TiO2纳米线由粉末状的纳米TiO2与NaOH碱溶液在高温高压的反应釜中反应中合成，反应机理是Ti-O-Ti共价键通过水热反应被断开，Ti-O-Na与Ti-OH键形成，通过酸洗、煅烧，最终生成了TiO2纳米线。TiO2纳米线具有巨大的比表面积及良好的催化性能。最近也有学者尝试二维(2D)及三维(3D)的TiO2纳米线、纳米纤维、纳米管的研究，这些纳米级的TiO2膜合成物均表现出良好的催化性能。

(1)在聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内注入事先配好的一定浓度的NaOH溶液，接着加入一定比例TiO2纳米粉末，超声震荡一定时间使TiO2粉末分散均匀，然后密封，在一定的炉温中水热反应一定时间，冷却后，可制得白色悬浮液，内含自生长的TiO2纳米线；

(2)过滤富集TiO2纳米线后用去离子水和一定浓度的稀盐酸，反复洗涤。然后使TiO2纳米线再悬浮水中，并加入表面活性剂，将该悬浮液用玻璃滤膜真空抽滤，在玻璃滤膜上就形成半成品TiO2纳米线膜，然后用去离子水反复淋洗，排清表面活性剂后在室温下阴干，移走玻璃滤膜，成为自支撑的TiO2纳米线膜；

(3)以一定的升温梯度，在设定温度下马弗炉中持续焙烧一定时间，制备成具有时催化与分离功能的TiO2纳米线超滤膜。