KIT-6模板
Ti(OPr)4+乙醇
6g P123+217g 去离子水 +11.8g 35% HCl在35℃搅
水解（室温）
85 ℃干燥去除乙醇
拌1h后，加入6g丁醇再搅
750 ℃煅烧
拌1h，随后加12.9gTEOS，
TiO2/KIT-6
搅拌24h，在120℃静置24h， 2 M NaOH 搅拌、离心
干燥
烧结
（70 ℃ ） （500 ℃ ）
CMS
Chem. Mater. 2007, 19, 937-941
介孔TiO2合成—硬模板法
KRICT-MT具有 良好的热稳定性
Chem. Mater. 2007, 19, 937-941
介孔TiO2合成—硬模板法
Feng等人用钛醇盐和KIT-6合成了介孔锐钛矿TiO2晶体
a.前驱体溶液：430 mg TiCl4， 350 mg H2O和8.0 g乙醇; b.在前驱体中加入PIB85-PEO79共聚(95mg聚合物和3.0g乙醇)
搅拌1h;
c.控制6 mm s-1的固定速度旋涂，同时控制湿度在10-20%，
放置在60度保持12h;
d.把干燥好的样品先加热到300°保温1h，后在450°煅烧1h
典型的EISA法合成介孔二氧化钛薄膜材料步骤
（1）准备含有钛前驱体和有机物模 板的酸性乙醇水溶液
（2）沉淀以获得介孔结构的二氧化 钛混合物薄膜
（3）薄膜受湿度和老化过程的影响， 促进了钛和模板的协作组装从而形 成强健，高度有序的介孔结构
（4）温度在300度以上焙烧使模板彻 底移去从而得到介孔二氧化钛薄膜
纳米管阵列—与二维介孔材料的结构相似
Enhanced Photocleavage of Water Using Titania Nanotube Arrays
Nano Lett.Vol. 5, No. 1,2005
介孔TiO2形貌—球
介孔TiO2球和空心球
通常用溶胶-凝胶转化法
Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 34(1995) 2014—2017
介孔TiO2合成—软模板法
Sonochemical Synthesis of Mesoporous Titanium Oxide with Wormhole-like Framework Structures
介孔材料
介孔TiO2
高比表面积 发达有序的孔道结构 孔径尺寸在一定范围内可调 表面易于改性 ……
目录 1.合成途径
软模板法 硬模板法 2.形貌 薄膜 纳米管和纳米阵列 球形 3.掺杂 4.结晶化 5.应用
ห้องสมุดไป่ตู้
介孔TiO2
合成途径
软模板法（ soft-templating method） 硬模板法（ hard-templating method)
得到所要的介孔TiO2材料;
Adv. Mater., 2005，17, 1158-1162.
目录 1.合成途径
软模板法 硬模板法
介孔TiO2合成—硬模板法
CMS
TEOS:NH3•H2O:EtOH(1:0.086:53.6:40.7) 50℃ 水解
silica sol
CA
搅拌
silica nanosphere -CA
马弗炉 煅烧
100℃
TiO2(KIT-6)-200、TiO2(KIT-6)-300的TEM图 TiO2(KIT-6)在不同温度下的XRD图
Chem. Mater., Vol. 21, No. 12, 2009
目录 1.合成途径
软模板法 硬模板法 2.形貌 薄膜 纳米管和纳米阵列 球形
介孔TiO2形貌—薄膜
介孔TiO2形貌—纳米管和纳米阵列
一维纳米结构：棒，线，纤维和管状结构
水热法 溶胶-凝胶法 硬模板法
溶胶-凝胶衍生的TiO2粉末 水
饱和NaOH溶液 热 110℃ 法
针状TiO2纳米管
直径8nm，长度100nm，表面积高达400 m2/g
Langmuir 1998, 14, 3160-3163
介孔TiO2形貌—纳米管和纳米阵列
不同介孔结构、孔壁参数、形态、掺杂、结晶化
介孔TiO2合成—软模板法
软模板法： 一般要经过前体（ TiO2，金属氧化物、聚合物等）
和表面活性剂模板的协同组装。
关键问题： 控制前体和表面活性剂协同组装时的水解作用！
介孔TiO2合成—软模板法
前体：异丙醇钛 表面活性剂：磷酸烷基酯
溶胶-凝胶过程
(a) The TEM image of the meso-
过滤，550℃烧结沉淀。
TiO2晶体
J. Mater. Chem. , 2010, 20, 2206–2212
介孔TiO2合成—硬模板法
Zhao等以KIT-6为模板，钛硝酸盐为原料，在低温 100℃得到了有序的介孔TiO2单晶
TI(NO3)4+HNO3 搅拌2h
Ti(OH)4
(过量)+KIT-6 40 ℃干燥 白色沉淀
porous titania Ti-TMS1 prepared fromTetradecyl phosp-hate and calcined at 500◦C under O2; nitrogen sorption isotherms (b) nitrogen sorption isotherms
(c) and pore distribution
前体：异丙醇钛 表面活性剂：十八胺
超声
虫洞状的介孔TiO2
声化学的方法能大大缩短合成的时间！
Adv. Mater. 12 (2000) 1183—1186.
介孔TiO2合成—软模板法
水溶液中：水解作用和聚合作用难以控制，所以很难 在大范围内得到有序的介孔TiO2
蒸发诱导自组装法（无水的方法）
evaporation-induced self-assembly (EISA)
可溶性前体和表面活性剂在均相溶液在乙醇溶 剂中，c0 ＜ ＜cmc（超临界凝胶束溶液），乙醇优 先蒸发使表面活性剂和前体浓缩，然后逐渐增加 的表面活性剂浓度，会驱使前体-表面活性剂胶束 自组装，然后进一步形成有序的液晶中间相 。
介孔TiO2合成—软模板法
Polyisobutylene-block-Poly(ethylene oxide) for Robust Templating of Highly Ordered Mesoporous Material