二氧化鈦納米顆粒粒徑影響因素的研究.pdf

1、納米TiO2是一種應(yīng)用非常廣泛的納米材料，其具有的光催化性在太陽(yáng)能電池，光催化合成等諸多方面顯示出十分誘人的前景。而二氧化鈦光催化活性與其粒徑密切相關(guān)，并且顆粒粒徑特性對(duì)顆粒產(chǎn)品的性能產(chǎn)生極大的影響，這就要求對(duì)顆粒粒徑的影響因素有很好的了解和控制。 采用火焰CVD法，在丙烷/空氣擴(kuò)散火焰中氧化前驅(qū)物(TiCl4)制備納米二氧化鈦顆粒，研究進(jìn)氣條件對(duì)TiO2納米顆粒粒徑的影響，并初步研究了進(jìn)氣條件對(duì)顆粒晶型的影響。本文共討論了4種

2、不同的進(jìn)氣條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：丙烷與空氣流速?zèng)Q定火焰的溫度；丙烷流速越大，顆粒粒徑則越大；而空氣流速越大，顆粒粒徑卻越小；TiCl4流速越高，顆粒粒徑越大；而載氣流速的升高對(duì)顆粒粒徑大小幾乎沒(méi)有影響。 應(yīng)用CFD商業(yè)軟件fluent，引入顆粒動(dòng)力學(xué)模型(Pratsinis，1998)，模擬表面氧化反應(yīng)、稀釋作用以及熱遷移現(xiàn)象對(duì)顆粒粒徑的影響，結(jié)果表明：包含表面氧化反應(yīng)的顆粒粒徑要大于相同位置不包含表面氧化反應(yīng)的顆粒粒徑，而且表面氧化

3、只是發(fā)生在反應(yīng)的初期，在離燃燒室入口較近處對(duì)顆粒粒徑有著較大的影響，在出口處由于先驅(qū)物和氧化劑濃度的關(guān)系對(duì)顆粒粒徑幾乎沒(méi)有影響；氣體稀釋作用在火焰區(qū)域影響很大，明顯抑制了顆粒粒徑的增長(zhǎng)，而在非火焰區(qū)域，湍流稀釋作用很小，對(duì)顆粒粒徑增長(zhǎng)幾乎不再發(fā)生抑制作用；如果同時(shí)考慮稀釋作用與表面氧化作用，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣體對(duì)氧化產(chǎn)物TiO2的稀釋作用，明顯抑制了顆粒的增長(zhǎng)速度，對(duì)出口顆粒粒徑的影響起決定性作用，而表面氧化反應(yīng)僅在中心軸附近區(qū)域?qū)︻w粒粒徑有較大