TiO2基纳米多元复合粉体的制备及性能研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文TiO<,2>基纳米多元复合粉体的制备及性能研究姓名：刘红华申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：杜芳林;王志义20030531Ti02基纳米多元复合粉体的制备及性能研究摘要纳米复合材料具有其它材料所不具备的特殊性质，它可综合发挥各种组分的协同效能；可针对纳米复合材料的性能要求进行材料的设计和制造，此外纳米复合材料还具备催化性能和光吸收性能。本文用沉淀法制备了纳米A12嘎用02、纳米La203，n02、纳米La203／A120Cn02和纳米ZnO／'It02等纳米复合粉体。对制备过程中的影响因素(如反应浓度、反应温度、滴加速度与搅拌速度、陈

2、化、脱水方式、热处理的温度与时问等)进行了较细致的研究，并对制备条件进行了优化；同时详细研究了异质复合量对纳米复合粒子的晶型、粒径、结构等的影响。采用共沸蒸馏脱水的方法来防止纳米粒子在干燥过程中产生的团聚，取得了很好的效果。对防止纳米粒子团聚的机理进行了研究，结果表明：纳米复合粉体经过正丁醇共沸蒸馏处理后，颗粒周围的水分完全被正丁醇所取代，由于正丁醇的表面张力只有水的l，3左右，因而在干燥过程中减轻了粒子间的毛细管压力，粒子表面的．OH基团被．oQ09基团取代，这使粒子闻的空间位阻增大，阻止了粒子间的进一步聚集，从而达到了减轻团聚的目的。在不用任何表面活性剂的前提下，最终制

3、得了粒径分布均匀、软团聚的球形纳米粒子。所得纳米复合粉体的粒径约为30rim。用氨水作沉淀剂，能得到非常疏松，不需研磨的复合粉体；而用氢氧化钠、碳酸钠作为沉淀剂，得到的复合粒子尺寸均较大，团聚严重。氨水的适宜浓度为2mol／1。反应物滴加方式的不同，会对生成的颗粒大小造成一定的影响。实验中采用氨水向Tiq与A1C13的混合溶液中滴加，这样砸a4在水中缓慢水解，生成的晶核少，不易团聚。用同样的方法制备了纳米La203，1102、纳米h20心徊3，Ⅱ02等纳米复合粉体，并用ⅡM、XRD、DSC-TCr等测试手段对纳米粒子的形貌与粒径分布、晶相组成、粉体结构、水合氧化物粉体的受热

4、行为等性能进行了表征与测定。关键阗：纳米A1_03用晚；纳米L丑203，Ⅲ02；纳米Ia203，A120以102复合粉体；纳米ZnOt'n02；制备工艺；沉淀法ThestudiesofpreparationandpropertiesofTi02basednanometercompositepowderABSTRACTNanometercompositehaveespecialquality．Itcanexertcooperatedeficiencyofeverycomposite．Itcandesignandfabricateaccordingtotherequiremen

5、tofnanometercomposite．Forexample,inordextOswengthenthefunctionofullravioletradiationscroDshield,itcanchooseTj02composite；Ifemphasizingeconomybenefit．itCanchoosecalciumcarbonatecorrlposi把；Ifemphasizinglighffast,itCanchoosepolyesteranlinebaseline．Inaddition,nanometercompositeCancatalyzeand曲s

6、orblight．A120y，n02、La20姻02、La203／A120：1102、ZnO／D02nanomelwrcompositepowerswerepreparedbYapreeipirationmethodusingTiCl4,A／C13&a203andZhCl2asthe耐垂的lmaterials。1hcfactors，suchas：reactantconee肌la-ation，reactiontemperature，dippingrateandstirring，dehydratemode，heatlreatmentterapemtureandtimewerei

7、nvestigated．Inordertooptimizetheprep距mioncondition,sharedistillWasadoptedtopreventnanorneterparticlereunitingatthedrynesspI'OCeSSandacquireobviousimpact．ButylalcoholWasusedtoreplacewaterintheprecipitatestopreventagglomerationofnanometerparticles．Theresultsshow