本發明涉及功能材料技術領域，具體涉及一種納米級TiO2中空球的制備方法。
背景技術：
TiO2因具有良好的光催化性能，化學性質穩定，價格低廉，對人體和其它生物毒性非常小，在污水處理、太陽能電池、光催化材料等方面有著廣泛的應用。然而目前制備的TiO2粉末，由于粒徑偏大，比表面積不高，在生產和使用過程中容易團聚，致使其紫外線的吸收和光催化性能受到限制。
無機納米中空微球是一類以氣體或溶劑為核、無機氧化物為殼，通過化學溶劑或高溫煅燒法脫除內核，內部具有空腔結構的特殊復合微球。無機納米中空微球能夠容納大量的客體分子或者尺寸較大的客體分子，同時具備密度低、比表面積大、熱和力學穩定性高和表面滲透性好等優點，在生物、催化及材料科學等許多領域具有廣闊的應用。
技術實現要素：
本發明旨在提出一種納米級TiO2中空球的制備方法。
本發明的技術方案在于：
納米級TiO2中空球的制備方法，包括如下步驟：
（1）PS模板球乳液的制備
向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀，邊攪拌；恒溫80~100℃反應5~6h、離心、過濾、真空干燥，即得到PS模板球粉體；取制得的0.50~0.80gPS模板球粉體，添加0.05~0.10gCTAB超聲分散于100mL二次蒸餾水中，得到PS模板球乳液；
（2）PS/TiO2復合微球的制備
稱取PS模板球乳液，超聲20~30min分散于100~150mL無水乙醇之后加入鈦酸四丁酯，攪拌15~20min后緩慢滴加氨水，滴加反應4~5h后停止攪拌；此時鈦酸四丁酯在乙醇介質中發生水解和縮聚反應，生成TiO2納米粒子；由于靜電吸附作用，TiO2納米粒子在PS模板粒子表面沉積，形成乳白色的懸濁液；將其離心分離，并用無水乙醇洗滌，冷凍干燥，得到白色PS/TiO2復合微球；
（3）納米級TiO2中空球的制備
移取PS/TiO2復合微球乳液，進行攪拌并加熱回流下，可得TiO2中空球。
所述的攪拌的速度為1000r/min，攪拌時間為1~2h。
所述的加熱回流的溫度為100~120℃，時間為10~12h。
所述的在向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀時邊攪拌邊需通入氮氣。
本發明的技術效果在于：
本發明PS/TiO2復合微球溶解出PS形成TiO2中空球的最佳回流時間為12h，此時能得到外徑為180nm、殼層由粒徑8~10nm的TiO2顆粒緊密而成的TiO2中空球，比表面積到達283.4m2/g，中空結構將大幅度提高其紫外光吸收能力。
具體實施方式
納米級TiO2中空球的制備方法，包括如下步驟：
實施例1
（1）PS模板球乳液的制備
向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀，邊攪拌；恒溫80℃反應5~6h、離心、過濾、真空干燥，即得到PS模板球粉體；取制得的0.50gPS模板球粉體，添加0.05gCTAB超聲分散于100mL二次蒸餾水中，得到PS模板球乳液；
（2）PS/TiO2復合微球的制備
稱取PS模板球乳液，超聲20min分散于100mL無水乙醇之后加入鈦酸四丁酯，攪拌15min后緩慢滴加氨水，滴加反應4h后停止攪拌；此時鈦酸四丁酯在乙醇介質中發生水解和縮聚反應，生成TiO2納米粒子；由于靜電吸附作用，TiO2納米粒子在PS模板粒子表面沉積，形成乳白色的懸濁液；將其離心分離，并用無水乙醇洗滌，冷凍干燥，得到白色PS/TiO2復合微球；
（3）納米級TiO2中空球的制備
移取PS/TiO2復合微球乳液，進行攪拌并加熱回流下，可得TiO2中空球。
其中，所述的攪拌的速度為1000r/min，攪拌時間為1h。所述的加熱回流的溫度為100℃，時間為10h。所述的在向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀時邊攪拌邊需通入氮氣。
實施例2
（1）PS模板球乳液的制備
向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀，邊攪拌；恒溫100℃反應6h、離心、過濾、真空干燥，即得到PS模板球粉體；取制得的0.80gPS模板球粉體，添加0.10gCTAB超聲分散于100mL二次蒸餾水中，得到PS模板球乳液；
（2）PS/TiO2復合微球的制備
稱取PS模板球乳液，超聲30min分散于150mL無水乙醇之后加入鈦酸四丁酯，攪拌20min后緩慢滴加氨水，滴加反應5h后停止攪拌；此時鈦酸四丁酯在乙醇介質中發生水解和縮聚反應，生成TiO2納米粒子；由于靜電吸附作用，TiO2納米粒子在PS模板粒子表面沉積，形成乳白色的懸濁液；將其離心分離，并用無水乙醇洗滌，冷凍干燥，得到白色PS/TiO2復合微球；
（3）納米級TiO2中空球的制備
移取PS/TiO2復合微球乳液，進行攪拌并加熱回流下，可得TiO2中空球。
其中，所述的攪拌的速度為1000r/min，攪拌時間為2h。所述的加熱回流的溫度為120℃，時間為12h。所述的在向三口燒瓶依次加入去離子水、苯乙烯PS、十二烷基硫酸鈉K12和過硫酸鉀時邊攪拌邊需通入氮氣。