納米二氧化鈦的粒徑、形貌和晶相的可控制備研究.pdf

1、納米二氧化鈦是一種附加值較高的重要無(wú)機(jī)材料。由于比表面積大，表面活性高，耐候性和耐腐性良好，抗紫外線能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于涂料、化妝品、感光材料、催化劑、環(huán)保工程、食品包裝、醫(yī)藥等領(lǐng)域。由于各種應(yīng)用都與粉體的晶型和形貌等性能有直接關(guān)系，納米TiO2粉體的制備成為了納米材料科學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。金紅石型納米二氧化鈦具有折射率高，耐熱性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，而目前人們對(duì)其制備的研究相對(duì)較少?，F(xiàn)有的制備金紅石型TiO2粉體的各種方法大多需要

2、高溫煅燒，而這樣會(huì)引起粉體的燒結(jié)，從而應(yīng)用上也受到了限制?；谝陨显虮菊撐膶?duì)金紅石型TiO2的制備進(jìn)行了研究，以異丙醇鈦和四氯化鈦為前驅(qū)物，利用水熱法制備金紅石型納米TiO2。這種方法具有工藝簡(jiǎn)單，溫度低等優(yōu)點(diǎn)，從而為納米二氧化鈦的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。
　　 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)高徑向比金紅石型納米TiO2的制備
　　 采用水熱法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了酸濃度、水熱時(shí)間和表面活性劑對(duì)產(chǎn)

3、物的大小和形貌影響，并分析了其原理，從而提出了控制金紅石型納米TiO2的徑向比和粒徑的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨酸濃度增大，制得的TiO2徑向比增大，顆粒變大，酸濃度還影響TiO2的產(chǎn)率；第二階段陳化時(shí)間為24小時(shí)較合適，陳化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易造成團(tuán)聚；添加表面活性劑十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和聚乙烯醇4000，能減小合成TiO2的粒徑，適當(dāng)增大表面活性劑用量，顆粒粒徑明顯減小，并能提高顆粒的分散性。經(jīng)分析由于H+對(duì)金紅石型TiO2顆粒選

4、擇性吸附，造成顆粒徑向比較大。
　　 (2)球形金紅石型納米TiO2的制備
　　 以四氯化鈦為原料，在乙醇水溶液中，160℃水熱2 h可以制得金紅石型球形納米TiO2顆粒。并且增加溶劑中乙醇用量，TiO2顆粒的粒徑減小。
　　 (3)晶種對(duì)納米TiO2的晶相和粒徑的影響
　　 在制備金紅石型納米TiO2過(guò)程中添加銳鈦礦型晶種和金紅石型晶種的實(shí)驗(yàn)以及在制備銳鈦礦型納米TiO2過(guò)程中添加金紅石型晶種的實(shí)驗(yàn)表明