大氣壓介質(zhì)阻擋放電制備TiO2粉體的研究.pdf

1、銳鈦礦相二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N半導(dǎo)體材料，在太陽(yáng)能電池、自清潔玻璃、水體和空氣凈化、消毒殺菌等方面有廣泛應(yīng)用。介質(zhì)阻擋放電最早被用做臭氧發(fā)生器，是一種典型的大氣壓非平衡等離子體放電。近年來(lái)，介質(zhì)阻擋放電被廣泛應(yīng)用于多功能材料制備與改性。本文以TICl4和O2為前驅(qū)體，開(kāi)展了大氣壓介質(zhì)阻擋放電制備TiO2粉體的研究:
　　1.實(shí)驗(yàn)對(duì)不同氣體流量、N2分壓、O2分壓、TiCl4分壓和輸入功率的實(shí)驗(yàn)體系做了電學(xué)診斷和發(fā)射光譜診斷。對(duì)15kHz

2、介質(zhì)阻擋放電做電壓、電荷測(cè)量，計(jì)算介質(zhì)電容、氣隙電容和功率因數(shù)，研究放電參數(shù)隨氣體流量、N2分壓、O2分壓、TiCl4分壓和輸入功率的變化;對(duì)15kHz介質(zhì)阻擋放電和射頻介質(zhì)阻擋放電做發(fā)射光譜診斷，利用玻爾茲曼斜率法計(jì)算氬原子激發(fā)溫度和氮分子振動(dòng)溫度，研究氬原子激發(fā)溫度隨氣體流量、N2分壓、O2分壓、TICl4分壓和輸入功率的變化，氮分子振動(dòng)溫度隨氣體流量、N2分壓和輸入功率的變化。結(jié)果表明，對(duì)于15kHz介質(zhì)阻擋放電，隨著TiCl4分

3、壓增大，介質(zhì)電容減小，氣隙電容和功率因數(shù)基本保持不變，氬原子激發(fā)溫度增加;隨著輸入功率的增大，介質(zhì)電容和功率因數(shù)增大，氣隙電容基本保持不變，氬原子激發(fā)溫度先增加后不變。對(duì)于射頻介質(zhì)阻擋放電，隨著TICl4分壓增大，氬原子激發(fā)溫度增加;隨著輸入功率的增大，氬原子激發(fā)溫度先增加后不變。
　　2.實(shí)驗(yàn)考察了不同O2分壓、N2分壓、H2分壓和焙燒溫度對(duì)射頻介質(zhì)阻擋放電制備TiO2粉體性質(zhì)的影響。X射線衍射圖譜表明:不同O2分壓、不同N2分

4、壓和不同H2分壓制備樣品均出現(xiàn)了銳鈦礦相的特征峰，通過(guò)Debye-Scherrer公式估算晶粒大小在12-21nm之間。紫外可見(jiàn)吸收光譜表明:不同O2分壓制備樣品隨著O2分壓減小紅移增加，不同N2分壓制備樣品在N2分壓為3.1kPa時(shí)紅移最明顯，不同H2分壓制備樣品H2分壓大于化學(xué)計(jì)量比時(shí)紅移明顯增加。傅里葉變換紅外光譜表明:O2分壓對(duì)不同O2分壓制備樣品表面OH的含量影響不大，放電中N2的存在明顯降低了制備TiO2粉體表面OH的含量，