納米TiO2的水熱合成及其生長機(jī)理研究.pdf

1、近年來，作為最重要的氧化物之一，二氧化鈦(TiO2)由于具有一些優(yōu)異的性能，被人們發(fā)現(xiàn)在光電管、光催化、鋰電池材料、傳感器等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，因而被大家廣泛研究。在這些應(yīng)用中，如果作為光催化劑，二氧化鈦(TiO2)可凈化空氣，消除車輛排放物中25％到45%的氮氧化物，因此其在治理空氣污染方面(例如PM2.5懸浮顆粒物過高)有重要意義。
　　本文利用水熱法在不同條件下制備了納米二氧化鈦粉末，通過 SEM和XRD等手段表征了在這

2、些條件下制備得到的各種二氧化鈦的形貌和物相等，分析了各個(gè)變量對(duì)其形貌的影響規(guī)律。
　?、兮伔酆虷F反應(yīng)生成二氧化鈦的過程中，HF起到溶解鈦粉、減緩鈦化物先驅(qū)體的水解和減低表面能的作用。H2O2的加入能夠加快鈦化物先驅(qū)體的水解速度和促進(jìn)球狀形貌的生成。對(duì)水熱合成納米TiO2的生長機(jī)理進(jìn)行了分析，提出了多種簡(jiǎn)易的生長機(jī)理模型。
　?、诜磻?yīng)溫度對(duì)生成物的質(zhì)量有比較明顯的影響，水熱合成TiO2較適宜的溫度為150°C。隨反應(yīng)時(shí)間的延

3、長，TiO2粉末表現(xiàn)出不同的形貌，根據(jù)形貌的變化規(guī)律可推知，反應(yīng)時(shí)間為2h下形成的形貌相對(duì)最好。
　　③對(duì)比探討了在KOH和NaOH兩種反應(yīng)液中生成TiO2納米結(jié)構(gòu)的差異，在KOH環(huán)境下生成的TiO2為纖維團(tuán)聚體，而在NaOH環(huán)境下生成的TiO2為獨(dú)立的菊花狀納米球。另外，堿溶液的濃度對(duì)納米 TiO2的形貌有一定影響，10mol/L堿濃度下的成形性和孔隙度最好。TiO2的形貌與堿、H2O2以及相應(yīng)的溫度和反應(yīng)時(shí)間等反應(yīng)條件有關(guān)，其