二氧化钛纳米棒的制备及其晶体生长机理分析

采用溶剂热法合成具有高结晶性与单分散性的TiO₂纳米棒. 采用TEM、XRD、HRTEM等对样品的微观结构进行表征, 并考察了TiO₂纳米棒对亚甲基蓝的光催化性能. 通过控制反应时间、反应温度, 研究纳米棒的形貌演变规律.结果表明, 可以通过“奥斯特瓦尔德熟化”和“取向接触”两种晶体生长过程制备出棒状TiO₂纳米晶, 降低纳米晶的表面能是晶体生长与形貌演变的主要驱动力; 高结晶性的TiO₂纳米棒具有高于P25的光催化能力.     

纳米TiO_2表面的原位接枝聚合动力学

以甲苯为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在纳米TiO2表面引发甲基丙烯酸丁酯(BMA)单体的聚合反应,通过红外光谱(FT-IR)、热重(TG)分析表明,纳米TiO2表面已接枝聚合上有机分子链。研究了改性后的纳米TiO2表面发生原位接枝聚合反应的动力学行为,考察了聚合反应温度、单体浓度、引发剂浓度、纳米TiO2用量等因素对聚合反应速率的影响,测定了反应级数和聚合反应的活化能。结果表明,其聚合速率方程为:Rp=k[BMA]1.00[AIBN]0.86[mTiO2]0.76,聚合反应的表观活化能Ea为135.94kJ/mol。探讨了聚合反应机理,其聚合反应机理与自由基聚合反应机理相符合,链终止反应为单基终止与双基终止并存。     

纳米晶TiO_2的合成及表面态研究

采用硬脂酸凝胶法制备了TiO2纳米材料,用差热-热重分析、红外光谱分析、X光衍射分析、透射电镜、表面光电压谱和X光光电子能谱等手段对TiO2制备过程及产物的晶型、形貌、表面光电特性等进行了分析。实验结果表明,TiO2纳米材料的表面结构有利于光催化活性的提高。     

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．     

表面活性剂对二氧化钛纳米流体分散性的影响

通过二步法将纳米二氧化钛分散到去离子水中,制备TiO2-水纳米流体。通过加入3种不同的表面活性剂作为分散剂,即阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备出3种不同的纳米流体。用纳米粒度分析仪测定纳米流体中的纳米粒子的粒径和粒径分布,用Zeta电位分析仪测量纳米流体的电位,分析了不同浓度、不同种类的表面活性剂对水基TiO2纳米流体分散性的影响。     

微波辅助低温制备纳米TiO_2晶体生长动力学研究

采用一次微波辅助促进水解,水浴陈化或二次微波辐射促进晶化的热处理方法,在较低温度下制得纳米TiO_2晶体颗粒,样品表征结果证明为单一锐钛矿晶型,且具有球形或短柱型形貌特征.晶体生长宏观动力学研究显示,二次微波辐射下纳米TiO_2晶体生长规律可描述为2次方程,表观生长活化能为59.47 kJ/mol,而水浴陈化方式下晶体生长则可描述为3次方方程,表观生长活化能为19.44 kJ/mol,因此二次微波辐射方法制备纳米TiO_2晶体具有更大的表观生长活化能和独特的动力学性质.     

表面活性剂对ZnO纳米晶形貌的影响

采用低温水热法，通过未添加表面活性剂、添加CTAB和添加SDS三种方式成功制备了各种ZnO纳米晶。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱及扫描电镜（SEM）等测试手段对ZnO纳米晶的晶体结构和表面形貌进行了表征。结果表明，所有ZnO纳米晶均为高质量的六方纤锌矿结构，并呈现不同的形态，如花形、卷心菜形等。详细讨论了在不同表面活性剂水热生长的条件下，ZnO纳米晶的生长机制。此外，对ZnO纳米晶的光致发光性能进行了测量，发现所有产物均具有相似的光发射峰位。     

纳米TiO2粉晶的晶粒长大动力学及相转位动力学

用溶液胶－凝胶法制备了ＴｉＯ２纳米粉晶。对干凝胶做了ＤＴＡ、ＴＧ等热分析。利用ＸＲＤ微结构数据对粉晶长大行为及其相转位进行了分析了研究。结果表明,当热处理温度低于５００℃时,粉末粒径增长缓慢,而热处理温度高于５００℃时,粉末生长上变理论计算了晶粒长大激活能及相转位活化能,研究表明,高温区粒子生长激活能比低温区（５００℃以上）高出几倍,与粗晶粒相比,ＴｉＯ２的锐钛矿向金红石相转变的活化能要低得多。     

添加剂对纳米AlOOH晶体生长形态的影响

采用多种添加剂,通过控制添加的剂量,实现了片状、须状、块粒状纳米AlOOH在中性环境下的可控制备,打破了原来的必须在酸性环境下制备纳米AlOOH晶须,以及在碱性环境下制备片状纳米AlOOH的常规,建立了中性环境制备各种形貌的纳米AlOOH的新方法。用扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射仪,分析了实验样品的形貌特点和晶体结构特点。运用结晶动力学理论解释了AlOOH晶体生长取向及晶体生长形态聚集方式,揭示了晶体的最终形貌与生长过程中的生长基元的内在联系。     

反应条件对纳米TiO_2结构和形貌的影响

以TiCl_4为原料,采用低温陈化的方法制备了金红石型和混合晶型纳米TiO_2粉体。研究了反应温度、反应物浓度、体系酸度等反应条件对产物结构、形貌以及粒径的影响。结果表明,当反应温度低于60℃时,产物为金红石型聚集体;当反应温度为100℃时,产物为混合晶型纳米球。随着反应物浓度的增大,球形颗粒的粒径逐渐增大。     

Influence of particle size on the phonon confinement of TiO2 nanoparticles

Titanium dioxide nanocrystals are prepared by a hydrolysis process of Titanium tetraisopropoxide. Nano crystals of various sizes are obtained after annealing from 300 to 450°C. Raman scattering was employed to investigate the evolution of the anatase phase in the nano crystals during annealing. X-ray diffraction, transmission electron microscopy and dynamic light scattering studies were done to supplement the Raman scattering results on particle size. Phonon confinement and non-stoichiometry effects are responsible for the blue shift and broadening of the lowest-frequency E_g Raman mode.     

具有一定取向的TiO2薄膜的研究与制备

用浸渍法将P25粉末涂敷于溶胶-凝胶法制备的TiO2预制膜上,进行一系列的热处理,制备TiO2薄膜样品.用X射线衍射法对样品进行晶体结构分析,发现用这种方法可以得到具有一定取向的TiO2薄膜.其结晶程度和取向度与浸渍时间和热处理时间相关,在浸渍时间为10h、热处理温度为500℃时,得到沿(101)面方向取向生长的TiO2薄膜.     

Pt／TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Pt的TiO2粉末，利用紫外可见光谱对粉末的光吸收性能进行了表征，并分别在模拟日光和可见光下考察了其光催化氧化对．硝基苯酚的活性。结果表明，掺杂Pt以后TiO2粉末的光谱吸收范围被拓展至可见光，光催化活性也明显提高。在模拟日光照射下，以光催化活性较好的Pt／TiO2粉末为催化剂降解对．硝基苯酚，4h后对-硝基苯酚的转化率为93．7％，其反应是一级反应。     

TiO2电解制取Ti的热力学研究

钛作为一种重要的金属越来越为人们所重视,因此降低钛的生产成本势在必行.TiO2的直接电化学还原法是一种低能耗、无污染的绿色生产新工艺.目前国内外研究较多的制取钛的新工艺有:FFC剑桥法、EMR法和OS法等.通过TiO2电解实验得到了Ti,并进行了相关的热力学分析与计算,证明TiO2的还原是逐级进行的;同时分析了实验的主要影响因素及其控制方法,为进一步研究TiO2电解制取Ti的机理与工艺提供了一定的依据.     

The Effect of SnO2 on the Photocatalytic Activity of Aerosol-Made TiO2 Particles

Ultrafine titania particles were prepared by gas-phase oxidation of titanium tetrachloride in a high-temperature tubular aerosol flow reactor. Homogeneous precipitation method was used to deposit SnO₂ on the surface of lab-made TiO₂. The composite particles were characterized by TEM, ICP, XRD, and BET surface area analysis. The composite particles, pure ultrafine TiO₂, commercial TiO₂, and pure SnO₂ were employed for photocatalytic degradation of azo dye active red X-3B in aerated solutions. The result showed that the photoactivity of the composite particles was higher than that of pure ultrafine TiO₂ and commercial TiO₂, and the optimum loading of SnO₂ on TiO₂ is 15.3%. The enhanced degradation rate of X-3B using SnO₂-TiO₂ composite particles was attributed to increased charge separation in these systems.     

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。     

TiO_2包覆对不同粒径羰基铁粉吸波性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法,分别在粒径为6μm和1μm的羰基铁粉表面成功包覆了一层二氧化钛薄膜;利用矢量网络分析仪测量了羰基铁粉和石蜡所制成的复合材料的电磁参数,对比分析了二氧化钛包覆前后羰基铁粉复合材料在微波频段的复介电常数、复磁导率和微波吸收性能的变化。实验结果表明:二氧化钛包覆层能有效地增大粒径为1μm的羰基铁粉的复磁导率和复介电常数,改善小粒径羰基铁粉的微波吸收性能。通过分析认为二氧化钛包覆层能有效地阻隔颗粒间涡流的形成,由此能很好地解释二氧化钛包覆层对1μm羰基铁粉微波吸收性能的增强效果。