二氧化鈦納米粒的制備及其性能.pdf

1、二氧化鈦具有良好的光電、氣敏等特性，在太陽能電池、光催化降解污染物、各種傳感器等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)?；诙趸亙煞N不同晶相在性能和用途上的顯著差異，為獲得最佳的性能和應(yīng)用，使銳鈦礦到金紅石相的轉(zhuǎn)變具有可控性是非常必要的。本論文采用融鹽法制備TiO2納米顆粒，通過控制時(shí)間實(shí)現(xiàn)了相組成的可控并對其功能化性能進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下： 在700℃下，利用熔融鹽法通過控制焙燒時(shí)間，制備了相組成可控的二氧

2、化鈦納米顆粒，其中當(dāng)焙燒保溫2h時(shí)所得納米材料為純銳鈦礦相納米顆粒，直徑約20nm?？疾炝藥追N主要實(shí)驗(yàn)參數(shù)：焙燒溫度、焙燒融鹽比例、焙燒時(shí)間對二氧化鈦納米材料的影響，對所得一系列納米材料進(jìn)行了掃描電子顯微鏡和X射線衍射檢測。結(jié)果表明，隨著焙燒溫度的升高，二氧化鈦納米材料結(jié)晶性能越好；融鹽比例影響不大；焙燒時(shí)間對產(chǎn)物影響顯著，并呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。 研究了TiO2納米顆粒的光致發(fā)光行為，結(jié)果表明制備的TiO2納米材料具有2個(gè)發(fā)光中心

3、，其一位于465nm，起源于F心；其二起源于TiO2納米顆粒帶隙電子躍遷，具有量子效應(yīng)。高溫焙燒后的TiO2的發(fā)光行為是高溫誘導(dǎo)TiO2納米顆粒晶相發(fā)生變化的結(jié)果。兩個(gè)發(fā)射峰位于393nm和465nm，分別起源于銳鈦礦相帶隙電子躍遷和F心。 對制備得到的納米材料的光催化降解甲基橙和亞甲基藍(lán)的性能進(jìn)行了檢測，考察了所得一系列相變可控材料的光催化性能的比較。結(jié)果表明，對于光催化降解甲基橙，焙燒6h時(shí)光催化降解效果最好，降解25min

4、后降解率可達(dá)22.28％，其原因是其熒光能量小，光照后產(chǎn)生的電子和空穴再結(jié)合率低所致；光催化降解亞甲基藍(lán)，焙燒2h時(shí)呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。 對純銳鈦礦相二氧化鈦納米材料作為鋰電負(fù)極材料做了充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等檢測。結(jié)果表明：電化學(xué)測試結(jié)果表明，在1.0～2.5V，0.25C下，Li+嵌入和脫嵌過程中，在1.73V和1.93V處有兩個(gè)電壓平臺。首次嵌鋰和脫嵌容量分別為223mAh/g和203.6mAh/g。經(jīng)過5次循環(huán)后放電容