二氧化钛基纳米材料的制备与表征

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1、硕士学位论文摘要纳米Ti02是一种重要的无机功能材料，因其具有高光催化活性、良好的耐候性、耐腐蚀性，强紫外线屏蔽能力以及能产生奇特颜色效应等独特的性能，在废水处理、防晒护肤、涂料和汽车工业、传感器、功能陶瓷、光催化剂等诸多领域备受人们的关注。纳米Ti02的制备方法主要有气相法、液相法和固相法。本论文选用溶胶．凝胶法和冷冻干燥法制备纳米Ti02，采用XRD、TG、DTA、TEM、SEM、IR、XPS、Uuvis等测试方法对合成的纳米材料进行表征和检测。采用Kissinger法计算了溶胶．凝胶法得到的纳米面02的晶化激活能，计算得

2、晶粒生长活化能在160-一260kJ／mol，说明形核比较困难。冷冻干燥法得到的纳米TiO：晶粒尺寸小，产物为无定形态，与溶胶．凝胶法制备得到的Ti02相比具有更大的活性。采用浸渍法和溶胶．凝胶法制得了晶粒尺寸在lO-60nm的n02基纳米材料(W03／Ti02、V205／Ti02、W03一V20s／Ti02、Ce02／'I'i02、Y203／Ti02、Sn02厂ri02)。所合成纳米材料的晶粒尺寸随焙烧温度的升高而增大，不同的掺杂物种和掺杂量对晶粒尺寸和晶格常数的影响不同，当掺杂材料比主体材料的离子半径大时，主体材料的晶格常

3、数总体呈增大趋势。采用溶胶．凝胶法制得了晶粒尺寸为30hm的Sn02／Ti02纳米材料。SnO：的掺入诱发了面02的相变，考察了样品的电性能，结果表明：掺杂了少量的n02后，Sn02的导电能力有所提高，但掺杂量比较大时(如Ti02：Sn02=l：1)反而降低了Sn02的导电性。Sn02／Ti02纳米材料比纯的Sn02或豇02在催化、导电性能以及其他方面具有更广泛的应用前景。关键词：n02，m02基纳米材料，溶J掇凝胶法，浸渍法硕士学位论文ABSTRACTNanosizedTi02，allimportantinorganicfu

4、nctionalmaterial。arepromisingapplicationprospectsinwastewatertreatments，sunproofcosmetics，dopes，autoindustries，gas—sensitivesensors，functionalceramics，photocatalystsandSOon,foritsspecialperformancessuchashi曲photocatalyficactivity,cauteryresistance，ultravioletshieldi

5、ngfunctionandexceUentcoloringeffect．Thisworkusedsol·-gelmethodandfreeze··dryingprocesstopreparenanosizedTi02。ThesampleswerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)。thermogravimeWicanalysis(TG)，differentialthermalanalysis(DTA)，transmissionelectronmicroseopy(TEM)，scanning

6、electronmicroscopy(SEM)，infraredray(IR)，X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)andUltraviolet-visiblevisualidentitysystem(UV-vis)，TheactivationenergiesofnanoerystallitegrowthoftheproductsduringthethermaltreatmentoftheprecursorwerecalculatedusingKissingerequation．Thekine

7、ticsequationsforthenanocrystallitegrowthW￡l'edeterminedfortheactivationenergiesof160～260kJ／m01．Itcanbeconcludedthatthenanocrystallkegrowsdifficultly．AndthecrystallinesizeofTi02preparedbyFreeze-dryingprocessissmallerandhashigheractivitythanTi02preparedbysol—gelmethod

8、．Ti02-basedmetaloxidenanocrystallitesuchasWOdTi02、v205m02、F鸭一V20CTi02，Ce02／Ti02andY20dTi02weresynthesizedbyimmersionmethod．Theresultsindic