tio2中空微球、中空纤维及tio2纤维的制备

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1、南京工业大学硕士学位论文TiO2中空微球、中空纤维及TiO2纤维的制备姓名：李平申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张利雄；徐南平20070611硕士学位论文摘要Ti02因其具有独特的量子效应、半导体和光催化等性质，在太阳能电池、传感器、催化剂及载体等领域中具有良好的应用前景。常规合成的Ti02大多是以微纳米尺度的粉体形式存在，将’ri02制成中空微球和中空纤维以及Ti02纤维将进一步拓展，n02的应用范围：Ti02中空微球和中空纤维由于Ti02层厚度、微球和纤维的大小可调、且具有体积大、重量轻等特点，在催化剂、载体、纳米反应器、无机膜分离与反应器、气体传感器、光电伏打电池等方面具有潜在

2、的应用；Ti02纤维由于其突出的机械和热稳定性及光催化性能，可作为结构增强基广泛地运用于聚合物、金属和陶瓷复合材料和光催化领域。本文采用廉价易得的原料制各了Ti02中空微球和中空纤维以及Ti02纤维。首先，以油菜花粉为模板，先采用超声使花粉分散在无水乙醇中，再通过水热法制备了Ti02前驱体／花粉壳．核微球；550℃焙烧脱除花粉核后得到了Ti02中空微球。采用SEM，TG，Ⅺ之D，FTIR和N2吸附对Ti02前驱体／花粉壳．核微球及Ti02中空微球进行了表征，结果表明：在Ti02前驱体／花粉壳一核微球的制各过程中，超声波诱导能使Ti02前驱体较均匀的负载在花粉表面，适宜的钛酸丁酯用量为6．6g儋

3、花粉，适宜的水热处理温度为105℃。在此条件下得到的n02前驱体／花粉壳．核微球经550℃焙烧即可制得形状完整、大小约18“m的锐钛矿型Ti02中空微球。它具有较窄的中孔结构，平均孔半径为1．9nm，比表面积为26．76m29～。其次，以烟蒂中二醋酸纤维为模板先采用无电镀制各了Ni．P仁醋酸纤维复合材料，并以此为载体，通过涂覆Ti02溶胶，制备得到了Ti02溶胶／Ni．P／二醋酸纤维复合材料，高温焙烧脱除二醋酸纤维模板后，得到了“三叶草”形Ti02肫中空纤维。采用SEM、EDX、TG、ⅪRD等方法对Ti02溶胶／Ni．P／二醋酸纤维、Ti02／Ni中空纤维和Ni．P／二醋酸纤维进行了表征。结果

4、表明：经过一次涂覆，Ti02前驱体在Ni．P／二醋酸纤维的表面分布均匀，没有出现开裂、脱落的现象；经500℃焙烧后，二醋酸纤维模板脱除，Ti02前驱体转化为锐钛矿型Ti02，得到了具有较好的磁性Ti02肺中空纤维，其截面呈“三叶草"形，内径约20岫，Ti02为锐钛矿型，Ti02层厚约1．5呻，与Ni基中空纤维具有较好的结合力。载体Ni．P／摘要二醋酸纤维还可以制成磁性单根“三叶草"形镍基中空纤维和圆柱状构型的镍基中空纤维。最后，以Ti(S04)2为钛源，先采用水热法在强碱性条件下制备了Na2Ti307纤维，再以此为原料，通过两种方法制备了锐钛矿型Ti02纤维。方法一是将Na2Ti307纤维在浓

5、度为O．05mo儿的HN03水溶液中120℃下水热晶化48h；方法二是先将Na2Ti307纤维在浓度为O．1mo儿的HCl中交换3次、再在500．800℃下焙烧。采用SEM、EDX、TG、Ⅺ支D等手段对Na2Ti307纤维及不同方法制备的Ti02纤维进行了表征。结果表明：以水热法制备的Na2Ti307纤维为具有层状结构的实体纤维，其宽约1311111．150nIIl，长5．20岬，其长径比平均在100以上；采用方法一所制得的Ti02纤维为锐钛矿型，长约5．15岬，宽约80Im，纤维表面附有粒径约为25姗的n02颗粒；采用方法二后，Na2Ti307纤维转变为H2Ti307纤维，再通过500．80

6、0℃焙烧，H2Ti307纤维的晶型实现了由钛酸—ITi02(B卜锐钛矿型Ti02的转变，纤维形貌基本保持完整，长约5．10岫，宽约200mn。关键词：Ti02中空微球中空纤维无电镀Ti02纤维Ⅱ硕士学位论文ABSTRACTTi02h嬲beenwidelyuSedms01arcells，sensorsaIldcatalysis趾dcatalyst蹦)ponsbecauSeofitS血quepropemes．Generally，Ti02讹ap枷clesize协meraIlgeofnanometerst0micormetersisprepared．Ifitissynnlesizedi11mefoml

7、ofhollowspheres，h01lowfibersorTi02fibers，its印plicationareaScanbebroadened．ForeXanlple，Ti02hollowspheresandhollow助erS王laVepotemialapplicationsincatalysis，c削ystsupports，i110玛a11icmembraneseparationandre