二氧化鈦表面功能化及應(yīng)用研究.pdf

1、江蘇大學(xué)博士學(xué)位論文二氧化鈦表面功能化及應(yīng)用研究姓名：劉于民申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：殷恒波20111226二氧化鈦表面功能化及應(yīng)用研究的化學(xué)組成與成膜機(jī)理。以激光粒度測定儀分析了氧化鋁包膜后二氧化鈦樣品在水溶液中的分散程度。實(shí)驗(yàn)表明，氧化鋁在二氧化鈦表面包覆程度受反應(yīng)液pH的影響，在pH=8～9的范圍內(nèi)，氧化鋁在二氧化鈦表面形成了連續(xù)包覆膜；氧化鋁納米膜以薄水鋁石的形式存在；二氧化鈦與包覆層薄水鋁石之間形成Ti—滬Al鍵

2、，使氧化鋁包覆層結(jié)合在二氧化鈦表面上；氧化鋁包覆二氧化鈦樣品的包覆量隨硫酸鋁與二氧化鈦的摩爾比的增加而增加；在二氧化鈦表面包覆氧化鋁可以改善二氧化鈦粉體在水中的分散性，粉體在水溶液中的分散性隨包覆程度提高而提高；氧化鋁包覆二氧化鈦樣品的白度、亮度高于原料二氧化鈦的白度、亮度；包覆樣品的光散射率與氧化鋁包覆量有關(guān)。本文在進(jìn)行二氧化鈦催化聚酯反應(yīng)的研究中，以硫酸法二氧化鈦生產(chǎn)過程中二氧化鈦的前驅(qū)體偏鈦酸為原料，通過熱處理工藝參數(shù)的調(diào)整制備一

3、系列二氧化鈦粉體；根據(jù)本論文前半部分的研究結(jié)果分別以九水硅酸鈉和硫酸鋁為無機(jī)包覆劑對二氧化鈦粉體進(jìn)行氧化硅、氧化鋁包覆；用脂肪醇作為有機(jī)修飾劑分別對未進(jìn)行無機(jī)包覆和無機(jī)包覆后的二氧化鈦粉體進(jìn)行表面修飾，制得在乙二醇體系中良好分散的二氧化鈦催化劑。將所得催化劑用70升的裝置進(jìn)行聚酯合成實(shí)驗(yàn)。通過進(jìn)行酯化反應(yīng)動力學(xué)研究，評價該催化劑體系在聚酯合成中酯化階段的催化活性。實(shí)驗(yàn)表明，催化劑酯化催化活性與粉體煅燒溫度相關(guān)，高活性二氧化鈦催化劑的最佳

4、煅燒溫度為60012；酯化催化活性與二氧化鈦粉體的包覆狀態(tài)有關(guān)，氧化硅包覆組的酯化催化活性總體上高于氧化鋁包覆組和未包覆組，主要是由于Ti02Si02具有較強(qiáng)的酸性。催化劑縮聚催化活性研究發(fā)現(xiàn)，未包覆組明顯比包覆組要高。氧化硅包覆組和氧化鋁包覆組中粉體煅燒溫度600“C時表現(xiàn)出高的催化活性。對二氧化鈦粉體進(jìn)行無機(jī)包覆會降低催化劑的縮聚催化活性，粉體煅燒溫度也與催化劑的縮聚催化活性有一定的相關(guān)性。自制催化劑合成的聚酯樣品與乙二醇銻合成的聚