zno，tiolt2gt，znotiolt2gt复合粉体的制备及紫外可见吸收性能的研究

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1、摘要摘要随着人类健康意识的增强和纳米材料科学技术的发展，相对传统有机抗紫外剂，纳米ZnO和Ti02因其具有光学性能良好、化学性能稳定、无毒等优点，已成为紫外屏蔽领域研究的热点。然而鉴于二者在不同紫外波段的屏蔽能力不同，纳米ZnO．Ti02复合粉体由于结合了ZnO和Ti02的优点，作为一种性能优异的广谱紫外屏蔽剂，其应用亦为一个新颖而有前景的研究课题。本论文主要针对纳米ZnO、Ti02及ZnO．Ti02复合粉体的制备及其合成条件对紫外．可见光吸收性能的影响进行了研究，从而为紫外屏蔽剂的研究提供了实验和理论依据。首先以znS04·7H20和Na2C03为主要原料，采用共沉淀法反应得

2、到纳米ZnO粉体。讨论了煅烧温度及分散剂种类对ZnO紫外．可见吸收性能的影响。通过XRD、TEM、紫外．可见吸收光谱对粉体成分、形貌及性能进行表征。XRD结果表明在300℃以上的温度下热处理2h，全部转化为六角纤锌矿结构的ZnO。由TEM照片可知，煅烧温度为400℃的粉体粒径约为10rim，且随着温度升高，晶粒变大。紫外．可见吸收光谱表明当温度低于500℃时，其紫外．可见光吸收性能取决于结晶程度，煅烧温度越高吸收性能越好。而热处理温度高于500"C时，紫外．可见光吸收性能取决于颗粒大小，温度越高吸收性能越差。500℃煅烧得到的纳米ZnO粉体在370nm处紫外光吸光度可达到99％

3、，且在可见光区有良好的透光度。进一步对制备过程进行完善，在制备过程中加入不同分散剂(PVP，PEG)后，对500"C煅烧得到的纳米ZnO粉体的紫外．可见光吸收性能检测，加PVP的最好，优于加PEG和不加分散剂的。其次以TiCh和NH3·H20为主要原料，采用共沉淀法反应得到纳米Ti02粉体。通过XRD、TEM、紫外．可见吸收光谱对粉体成分、形貌及性能进行表征。XRD结果表明在400"C的温度下热处理2h，前驱体将全部转化为锐钛矿结构的Ti02；在600。C的温度下热处理2h，前驱体将转化为锐钛矿结构和金红石结构混合的Ti02；在800℃的温度下热处理2h，前驱体将全部转化为金红

4、石结构的Ti02。由TEM照片可知随着煅烧温度的升高(400。C、600℃、800"C)，纳米Ti02粉体的晶粒尺寸随温的升高而明显增大。紫外．可见吸收光谱表明，700℃煅烧得到的纳米Ti02粉体在200rim．220rim处紫外光吸收度最大，而在600"C煅烧得到的纳米Ti02粉体在220nm．400rim处紫外光吸收度最大，且在可见光区均有良好的透光度。最后以TiCl4、ZnCl2与NFIB-H20为主要原料，采用沉淀法反应得到前躯体，将其在300℃一900℃的温度下热处理2h得到纳米znO．Ti02复合粉体。XRD结果表明当锻烧温度为600"C时，ZnOfri02复合粉体

5、含有少量ZnO，Ti02以锐钛矿晶型存在，当锻烧温大连交通大学T学硕十学位论文度为800。C时，ZnO／Ti02复合粉体成分只有金红石型Ti02和钛酸锌。从结果可以得出，随着温度的升高，金红石型Ti02含量和钛酸锌含量增加。由TEM照片可知随着煅烧温度的升高，复合粉体的平均粒径增大。也可以看出该复合颗粒的粒径分布范围比较窄，该复合粒子表现出良好的分散状态，无严重团聚和大块堆积现象。紫外．可见吸收光谱对粉体成分、形貌及性能进行了表征，结果表明：700。C条件下的复合粉体紫外屏蔽性能最好，此时ZnO．Ti02复合粉体基本能吸收90％以上的紫外线，且在可见光区有良好的透光度。关键词：

6、ZnO；Ti02；ZnO-Ti02；制备；紫外．可见光lI摘要AbstractWiththeenhancedawarenessofhumanhealthandnano—materialsscience·andtechnology，arelativelyconventionalorganicanti—UVagent，nano—ZnOandTi02，becauseofitsgoodopticalproperties，chemicalpropertiesofstable，non—toxic，etc．，hasbecomethefieldofUV-shieldinghot．However

7、,inviewofthetwodifferentUVshieldingcapacityofdifferentnano—ZnO-Ti02compositepowdersasaresultofcombiningtheadvantagesofZnOandTi02，asahi．ghperformancebroad-spectrumultravioletshieldingagent，itsapplicationforanewandpromisingresearchtopic．Inthispaper,a