纳米tio,2的溶胶—凝胶机理及晶相转化研究

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1、北京化工大学硕士学位论文纳米TiO<,2>的溶胶—凝胶机理及晶相转化研究姓名：刘彦申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：屈一新20050531畦童化工土膏曩士季t格皇纳米Ti0。的溶胶一凝胶法的凝胶机理及晶相转化摘要制各纳米Ti02有多种方法，其中溶胶．凝胶法因其设备要求低，工艺过程简单，其产品具有良好的均一性、高纯度和低合成温度而成为制备纳米Ti02粉体的最常用方法。在溶胶一凝胶法合成过程中，导致Ti02晶型转变的因素有很多。从应用的角度来看，总希望能根据实际的需要使锐钛矿相向金红石相结构转变人为可控，

2、因此通过研究纳米尺寸的变化来研究纳米Ti02的结构相变，对于Ti02性能的开发与应用就显得具有很重要的现实意义。本课题首先从五个方面即不同的掺水量、硝酸含量、水解温度以及搅拌速度对凝胶时间的影响探讨了溶胶一凝胶法制备纳米Ti02的凝胶机理。然后，通过分析不同反应条件下纳米Ti02的平均粒径，发现溶胶的凝胶速度与Ti02粉末的平均粒径之间的关系。最后，通过探研纳米Ti02的晶型转变温度，得到了用溶胶一凝胶法制备纳米Ti02时的凝胶速度、平均粒径与锐钛矿一金红石的相变温度之间的关系。本文研究的结果可为用溶胶一凝胶

3、法制备纳米Ti02时，为控制锐钛矿一金红石的晶型转变而选择最佳反应初始条件提供了基础依据。关键词：溶胶一凝胶法，纳米Ti02，锐钛矿，金红石，平均粒径，相变温度北t．‘工土学最士学位静文THEGELM匝CHANISMOFNANO—T102DEIUVEDBYSOL—GELM匝THODANDTHEPHASETRANSFORMATIONABSTRACTTherearealotofprocessestopreparenano—Ti02．Inthoseprocesses，becauseofthelowerrequire

4、mentofequipments，thesimpletechnologicprocessanditsproductswhichprovidedwithbetterhomogeneousness，highercontentandlowercompositivetemperature，theprocessofsol-geltopreparepower,filmorcoadofnono—Ti02isinCOIILlllonUSe．Duringtheprocessofsol-gel，therealemanyfacto

5、rstoresultinthephasetransformationofTi02．Beinglookedattheaspectofapplication，it’Salwayshopetocontralthechangefromanatasephasetorutilephaseartificiallyaccordingtotheactualneed．Therefore，studyingthestructuraltransformationofnano—sizedTi02bystudyingthechangeof

6、nano-metersizehasveryimportantrealisticmeaning．Inthisproject，firstly，thegelmechanismofnano-Ti02derivedbysol-gelmethodWaSstudiedfromthefollowingfiveaspects：theeffectofdifferentH20content,nitricacidcontent，hydrolysistemperatureandstirspeedtogeltime．Then，there

7、lationshipbetweenthegelspeedandtheaveragecrystallitesizeofnano-Ti02powderwasfoundbyanalyzingtheaveragecrystallitesizeofnano·Ti02powderunderdifferentreactionconditions．Finally，therelationshipbetweengelspeed，averagecrystallitesizeandthephasetransformationtemp

8、eraturefromanatasephasetorutilewasgainedbystudyingthephasetransformationtemperature+北童化工土t硅士tt静文Andtheresultgainedinthispapercouldprovidethebasicgroundsforselectingtheoptimumoriginalreactionconditionsi