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《纳米二氧化钛制备技术的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第2期菏泽学院学报2007年4月Vol.29No.2JournalofHezeUniversityApr.2007文章编号:1673-2103(2007)02-0059-05纳米二氧化钛制备技术的研究进展X徐惠,孙涛(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050)摘要:根据近年来国内外纳米二氧化钛的研究现状,综述了纳米二氧化钛的制备技术,介绍了各种制备技术的制备原理,对各种制备方法的优缺点进行了比较.最后,对纳米二氧化钛在未来的发展和应用进行了展望.关键词:纳米;二氧化钛;制备中图分类号:O611.62文献标识码:AT
2、iCl4气体导入氢氧火焰(700e~1000e)中进行气相水解生成纳米二氧化钛.其基本的化学式如下:前言TiCl4(气体)+2H2(气体)+O2(气体)yTiO2纳米二氧化钛是一种新型的无机材料.与常规(固体)+4HCl(气体).材料相比,纳米级二氧化钛具有其独特的性能:¹比TiCl4氢氧火焰法由德国的Degussa公司开发成表面积大;º磁性强;»具有极强的吸收紫外线的功,最初仅用于白炭黑的生产,20世纪80年代后期能力;¼表面活性大;½热导性好;¾分散性好,所制才用于纳米级二氧化钛的生产,该工艺制得的粉体得的悬浮液稳定等.纳米
3、二氧化钛在催化剂载体、紫的晶型一般是锐钛矿和金红石的混合型,产品纯度外线吸收剂、光敏性催化剂、防晒护肤化妆品、塑料高、粒径小、比表面积大、分散性好、团聚程度小,主薄膜制品、水处理、精细陶瓷、生态陶瓷、气敏传感元要应用于电子材料、催化剂和功能陶瓷等领域.[1]件等领域具有广泛的用途.该工艺的特点是生产过程较短,自动化程度高.由于其独特的性能和广泛的用途,纳米二氧化但由于其过程温度较高,而且生成的HCl对设备腐钛受到了国内外科学界的高度重视,其研究和开发蚀严重,对设备材质要求较高;此外在生产过程中还涉及到物理、化学、化工、材料、胶体
4、等众多交叉学需精确的控制工艺参数.因此很少在工业化生产中科,成为材料领域的重要研究课题.目前合成二氧化应用.钛的方法很多,一般按反应物系的形态可分为气相JangHD,KimSK在一个改进过的火焰分散反法、液相法和固相法.本文就此几种制备技术作一个应器中,将TiCl4气体和氩气导入氢氧火焰中,进行较全面的介绍.高温分解合成纳米二氧化钛,其总反应式如下:TiCl4(气体)+4H2(气体)+2O2(气体)yTiO21制备方法(固体)+4HCl(气体)+2HO2.1.1气相法制得的纳米二氧化钛粒径在10~30nm,晶型为锐钛气相法是指直
5、接利用气体或采用激光、电子束矿和金红石的混合型[3].照射等方法将原料变为气体或离子体,使之在气体[4]1.1.2四氯化钛气相氧化法状态下发生化学或物理变化,然后再经冷却、凝结、这种方法与氯化法制备普通金红石型的原理相长大等过程制备纳米颗粒的方法.纳米二氧化钛的似,只是对控制条件的要求更加复杂和精确,其基本气相制备方法有很多,现分别介绍如下:过程是:以四氯化钛为原料,以氮气为载气,以氧气[2]1.1.1TiCl4氢氧火焰法为氧源,在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生该法与气相法制备白炭黑的原理相似,是将成纳米二氧化钛.其反应式如
6、下:X收稿日期:2007-03-16作者简介:徐惠(1965-),女,甘肃武威人,教授,博士,硕士研究生导师,研究方向:纳米材料.592007年菏泽学院学报第2期TiCl4(气体)+O2(气体)yTiO2(固体)+2Cl2(气体).反应具有选择性;¼反应区与周围环境温差大,有利该工艺的优点是自动化程度高,可制备出优质于核粒子的快速凝结.的粉体.但由于喷嘴和反应器的结构设计以及二氧AzuchiH等利用YAG激光器制得了二氧化钛化钛粒子遇冷壁结疤等问题还没有得到很好的解超微粒子,还发现当粒子的粒径在10~50nm之间决,目前,此工艺
7、还只是处于实验室小试阶段.时,粒子的晶型几乎全为锐钛矿型,当粒径在100~[8]上海大学的施利毅等人对气相氧化法制备纳米1Lm之间时,产品为金红石和锐钛矿的混合型.[9]二氧化钛微粒中关于粒度和晶型的控制进行了研1.1.6等离子体化学合成法究,发现提高氧气预热温度有利于促进成核,微粒粒等离子体加强化学反应法是利用等离子体产生径小、分布窄;随反应时间、停留时间或起始浓度的的超高温来激发气体发生反应,同时利用等离子体提高,微粒粒度增大;晶型转化促进剂浓度增加有利高温区与周围环境巨大的温度梯度,通过急冷作用于晶粒尺寸减小;金红石相含量
8、随反应温度变化出得到纳米微粒的方法.现最大值;随停留时间延长、晶型转化促进剂的增该方法的优点是:¹有较高的电离度和离解度,[5]可得到多种活性组分,有利于各类化学反应进行;º加,金红石相含量增大.等离子体反应空间大,可使反应充分进行;»产生等1.1.3钛醇盐气相
