纳米TiO2晶粒生长动力学研究

研究了纳米ＴｉＯ２粒子热处理过程的晶粒生长,结果表明:低于８２３Ｋ锐钛矿晶粒的长大速率较小,８２３Ｋ后锐钛矿晶粒的长大速率显著增加．锐钛矿晶粒的生长动力学符合五次方方程,表观生长活化能由于纳米尺寸和相变效应的影响在高温区和低温区表现不同,高于８２３Ｋ时为(２０１．５５±５．６２)ｋＪ/ｍｏｌ,低于８２３Ｋ时为(３８．６７±６．３７)ｋＪ/ｍｏｌ;金红石晶粒的生长符合二次方方程,表观生长活化能为(１０８．７２±５．０６)ｋＪ/ｍｏｌ．     

凹凸棒石黏土对TiO2纳米晶相变和晶粒生长的影响

以凹凸棒石黏土（Attapulgite，缩写为ATP）为载体，通过酸性溶胶法制备纳米TiO2，ATP前驱体，再经过高温煅烧得到其复合体。利用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、差热．热重分析（DSC-TG）等手段对其组成、尺寸、结构等进行分析和表征。结果表明，ATP的加入有效地抑制了TiO2晶粒的生长速度和晶型转变温度，复合体中TiO2粒径比相同工艺获得的纯TiO2小，且复合体中TiO2从锐钛矿型到金红石型的相变温度比纯TiO2升高了大约400℃左右。     

氧化物添加剂对TiO2相变和晶粒生长的影响机制

添加氧化物可抑制或促进锐钛矿相变,并有效抑制TiO2晶粒生长,从而对TiO2的功能性质产生重要影响。本文归纳了氧化物影响TiO2相变和晶粒生长的机制。对于一种特定的氧化物添加剂,其对相变的影响效果取决于氧化物阴离子的离子半径、价态、配位情况、氧化物的添加工艺、添加量以及材料的处理温度和时间等多种因素的共同作用。氧化物添加剂抑制TiO2晶粒生长的机制与其在显微结构中的分布状况密切相关。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂．用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征．以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物，评价其光催化活性．结果表明，所制TiO2／SiO2／FeaO4样品为双层包覆型结构，SiO2为中间层，最外层是锐钛矿型的TiO2,该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性，并具有可利用其磁性回收重用的特点，应用前景广泛。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

Ag掺杂对TiO2粉末结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ag掺杂的TiO2粉末。通过XRD、SEM、EDX、DSC-TG、BET氮吸附法等研究了Ag掺杂对TiO2结构的影响，结果发现掺杂的Ag降低了TiO2锐钛矿向金红石相转变的温度，促进了相转变。适量掺杂时，Ag抑制了锐钛矿粒子的生长，结果使锐钛矿粒子的粒径降低，TiO2粉末的比表面积增加。     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

TiO2和α-Al2O3晶体的生长习性

通过水热法制备粉体的实验观察到金红石、锐钛矿和α－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长习性,采用配位多面体生长习性法则合理地解释了ＴｉＯ２和α－Ａｌ２Ｏ３的生长习性,其主要结果为α－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长飞快生为平板｛０００１｝,其各晶面的生长速度为：Ｖ｛０００１｝〈Ｖ｛１１２３｝〈Ｖ｛０１１２｝＝Ｖ｛１１２０｝〈Ｖ｛０１１０｝;金红石的生长习性为柱状,其各晶面的生长速度为;Ｖ〈１１０〉〈Ｖ〈１００〉〈Ｖ〈１０１〉     

TiO2/沸石复合物结构与光催化性能

利用天然沸石作载体制备TiO2/沸石复合物光催化材料，从晶相分析和热分析证实以TiCl4为钛源，锐钛矿在水相体系中可直接在沸石表面生成，并牢固结合，同时引起沸石矿物结构的调整。实验研究了在阳光照射下光催化材料对甲基橙和亚甲基蓝的分解脱色效果，不需高温处理的样品光催化性能优于经高温处理的，脱色率接近100％，结合牢固，并可重复使用。     

氧化硅对二氧化钛纳米晶相变和晶粒生长的抑制作用

通过让正硅酸乙酯先水解，用溶胶－凝胶法制备了织构均匀的二氧化硅／二氧化钛复合粉体。用紫外－可见吸收光谱、傅里叶红外，透射电镜、X射线衍射和比表面仪对复合粉体进行了表征，发现添加少量的二氧化硅有效地抑最二氧化钛晶粒生长和锐钛矿向金红石的相变，选择性溶解能除去复合粉体中90％以上的氧化硅，得到高比表面积，骨架为锐钛矿相的介孔二氧化钛，复合粉体中二氧化硅主要形成了连通的网络结构，这种网络结构在800℃仍有很好的稳定性。     

Al2O3异质复合对TiO2纳米晶晶型转变和晶粒生长的影响

以Al2O3为异质相，采用液相共沉淀法，考察了异质相的复合及复合量对TiO2纳米晶晶型转化、晶粒生长及紫外-可见光吸收性能的影响，同时对其复合结构进行了初步解析．结果表明：TiO2晶经Al2O3复合后，其相变过程和晶粒生长均得到显著的抑制，900℃仍完全是锐钛矿结构，950-1050℃之间为良好的混晶结构；950℃晶粒呈球形，粒径平均在20—30nm左右，分散均匀，其紫外-可见光吸收特性较700℃纯TiO2晶有较大的提高．     

氢氧焰燃烧合成核壳结构纳米 TiO2/SiO2复合颗粒及机理分析

利用多重射流氢氧焰燃烧反应器，通过控制进料方式，以TiCl4和SiCl4为原料合成了具有典型核壳结构的纳米TiO2／SiO2复合颗粒，并分析了氢氧焰燃烧合成过程中核壳结构的形成机理．在纳米TiO2／SiO2复合颗粒中，无定形的SiO2均匀地包覆在晶态TiO2颗粒表面形成核壳结构，引入SiO2不但有效抑制TiO2晶粒的生长，而且抑制了锐钛相向金红石相的转变．在TiCl4和SiCl4次序进料时，TiCl4优先反应并通过成核生长生成TiO2纳米颗粒，SiCl4反应生成的SiO2通过在TiO2颗粒表面非均相成核生长，形成核壳结构的纳米复合颗粒．     

纳米CeO2/TiO2介孔复合体系的合成与表征

采用结构导向-超临界流体干燥(SCFD)-浸泡沉淀法制备了CeO2／TiO2介孔组装纳米复合粉体，通过TEM，XRD,BJH和BET等技术对获得的粉体进行了表征，并将其应用于光催化降解3B艳红染料和干电流变体中．结果表明，将稀土粒子CeO2组装到介孔TiO2的纳米孔道中形成的复合体系的光催化、光吸收和介电特性不同于纳米TiO2颗粒，表现出了明显的增强效应．     

基于超声波雾化技术的 TiO2纳米膜制备及表征

采用超声波雾化技术制备TiO2纳米膜，并对其进行了紫外、扫描电镜、X射线衍射及亲水性能的表征，讨论了超声波雾化频率对TiO2纳米膜的影响．分析表明，此技术可制备均匀致密、粒径为20-80nm、锐钛矿晶相的TiO2纳米膜，此膜经加热或紫外线照射后具有超亲水性能．     

胶原/TiO2纳米复合红外低发射率材料的制备与表征

用胶原与改性纳米TiO2复合得到新型有机-无机复合材料，研究复合物中胶原的含量随复合温度、pH的变化规律，并考察TiO2晶型、Al2O3包膜改性及戊二醛交联改性对复合材料红外发射率的影响．结果表明;胶原与改性纳米TiO2复合的最佳温度为50℃、pH为8．0，胶原含量最高可达9．45wt％，两者间较强的复合协同作用明显降低了材料的红外发射率，并提高了材料的热稳定性；复合材料经戊二醛交联改性后可形成紧密有序的网络层状结构，热稳定性进一步提高，红外发射率最低可降至0．502．     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

晶体生长用TiO2纳米晶的改良工艺研究

针对晶体生长的具体应用,分别以硫酸氧钛铵（ATS）和改良硫酸氧钛铵（M－ATS）为原料,采用高温焙烧法制备了TiO2纳米晶,用XRD分析了原料和纳米晶的物相,用SEM分析了纳米晶的形貌,结果表明虽然两种原料具有相似的物相结构,但所得纳米晶的性状不同,M－ATS焙烧所得纳米晶分散性更高,均匀性更好,此外,研究了焙烧温度,保温时间,急烧,缓烧等工艺条件对纳米晶形貌,物相的影响,并给出了批量制备TiO2纳米晶粉体的最佳工艺条件。     

纳米二氧化钛的热分析表征

利用四种不同的原料和工艺制备了四种二氧化钛凝胶,通过DS－TG分析凝胶从25－900℃的组分和物相变化的过程。利用XRD和TEM来测定变化过程中晶型和粒径的变化。凝胶在80－100℃时失去吸附的水和有机物,在280－290℃时有机物分散,在370－400℃之间二氧化钛从无定形向锐钛矿晶型转变,在500℃以上失去结构水,在650℃以后开始逐渐从锐钛矿型向金红石转变。