TiO2纳米粒子热处理过程相变原因研究

通过差热 热重分析(TG DTA)和 X射线衍射分析(XRD)对热处理过程中 TiO2 纳米粒子相变过程进行了研究。结果表明,在热处理过程中, 纯锐钛矿相TiO2 纳米粒子的相变温度与粉体粒径的大小有关,当粉体粒径<21nm时,金红石相的标准自由能大于锐钛矿相,粉体不会发生相变。当粉体粒径增大到21nm以上时,情况相反,粉体可能发生相变,表现出明显的尺寸效应。     

热处理温度对TiO2结构及其光学性能的影响

近年对具有光催化性能的TiO2进行了较多研究。本文通过XRD、TEM等图谱分析,研究了热处理温度对晶型、粒径、微观结构的影响,并测试了其光催化性能。     

热处理对金红石型TiO2光催化性能的影响

研究了纳米金红石型TiO2经空气和氨气气氛热处理后其光催化性能的变化。利用UV-VIS分光光度计,X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对热处理前后的样品进行了表征。结果表明：在紫外和可见光照射下,NH3中525℃热处理和空气中600℃热处理所得样品的光催化性能比未经处理的样品分别提高了30％和60％。样品在热处理前后晶体结构和晶粒大小都未发生变化。氨气中热处理的样品含有微量的氮元素。     

热处理温度对TiO2薄膜光催化及亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得TiO2薄膜,通过对薄膜及相应粉体的XRD、IR谱及薄膜致密度的测量,分析了热处理温度对TiO2薄膜光催化及超亲水特性的影响.结果表明:薄膜经过不同温度的热处理,光催化活性不同,亲水性能也有显著的差别,经450℃热处理的薄膜光催化活性最高,而在450～550℃的热处理温度范围得到了接触角为0°的超亲水性薄膜;薄膜表面的超亲水性与薄膜中TiO2的晶型、羟基浓度及薄膜的孔隙度有关.     

热处理对TiO2/埃洛石降解亚甲基蓝特性的影响

在室温条件下用溶胶-凝胶法在埃洛石上负载了纳米TiO2,并在110℃、300℃、500℃、700℃对其进行热处理,采用X射线衍射、SEM、TEM等技术研究其结构变化。采用20mg/l亚甲基蓝（MB）水溶液,在紫外光照射下进行光催化实验,分析焙烧温度对埃洛石样品光催化降解性能的影响。光照48h后110℃热处理负载TiO2埃洛石和纯埃洛石的亚甲基蓝降解率分别为82%和79%。随着焙烧温度的升高,负载TiO2埃洛石吸附和光催化性能程下降趋势。低温热处理样品具有较好的吸附和光催化降解性能,高温热处理破坏了埃洛石的结构,降低了其吸附和光催化降解性能。由于不需要高温热处理,成本低,负载TiO2埃洛石复合材料在有机污染物治理方面具有很大的应用潜力。     

热处理温度对TiO2气凝胶光催化剂的催化性能的影响

以钛酸丁酯、无水乙醇为原料，通过溶胶-凝胶法在常压干燥下制备了TiO2气凝胶光催化剂。用XRD、SEM、BET和TGA等手段研究了不同热处理温度对其结构的影响。结果表明，TiO2气凝胶晶型由锐钛矿相向金红石相的转变温度在400～500℃之间，700℃时全部以金红石相存在。随着温度升高，TiO2晶粒的尺寸略有变大，样品的比表面积减小，平均孔径先增大后减小。TiO2气凝胶颗粒大小为0．2mm左右，尺寸较大，便于再回收利用。甲基橙溶液降解实验结果表明，随着温度升高，TiO2气凝胶的催化性能降低，400℃热处理的TiO2气凝胶在紫外光照120min时对20mg／L的甲基橙溶液的降解率达到92．9％。     

纳米SnO2包覆TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

利用均匀沉淀法制备了纳米SnO2包覆TiO2的光催化剂，通过XRD、紫外光谱、色谱-质谱和光催化氧化焦化废水实验，分析和检验了该光催化剂的光催化活性。结果表明：SnO2包覆TiO2对光催化活性的提高是可行的，SnO2包覆量大于5％时提高效果较明显。     

真空热处理对纳米TiO2-x可见光催化的影响

本文以TiCl4水解法制备的锐钛矿型纳米TiO2为原料,采用真空热处理对其进行改性处理.利用XRD、XPS、紫外可见分光光度计等测试手段对真空热处理前后的纳米TiO2粉末进行了表征,并对结果进行了分析.结果表明,纳米TiO2经400℃×40min,真空度在1.0E-2Pa以下热处理后,在TiO2晶格中形成了氧空位缺陷,改变了TiO2的能带结构,得到了具有可见光催化活性的TiO2-x.其吸收阀值红移至550nm左右,实现了其对可见光的吸收.     

热处理过程对V2O5/TiO2催化剂结构和光催化性能的影响

以工业偏钛酸为载体原料,采用超声浸渍法制备V2O5/TiO2催化剂.用XRD、XPS、FT-IR、UV-VIS等分析方法研究了热处理过程对催化剂组成和性能的影响,结果表明:随焙烧温度的升高和焙烧时间的延长催化剂的比表面积和孔径均减小,焙烧气氛对V2O5/TiO2催化剂中钒氧物种的存在形式和的光催化活性具有极其重要的影响,光响应性能与光催化性能不完全一致,将钒负载量为0.1%,在含水蒸气的空气中500℃焙烧4.5h制得的催化剂用于光催化降解10mg/L的亚甲基蓝溶液,在功率为4W的黑光灯照射下1.5h,亚甲基蓝的降解率达94.1%.     

陶瓷表面 TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用化学溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，用浸渍-提拉方式在陶瓷表面制成锐钛矿相TiO2薄膜。用X射线衍射法(XRD)确定了晶型及晶粒的大小；用光电子能谱测定了其微观成分及其含量；考察了7种过渡金属离子掺杂后对甲基橙降解的光催化性能的影响及其变化规律，并对陶瓷和玻璃的光催化活性进行了比较。实验结果表明：掺杂Mn及Ni离子对于提高TiO2薄膜的光催化活性有明显的促进作用，降解30min后，降解率分别达到79．7％，80.8％。瓷片和玻璃的光催化活性要视掺杂的金属离子而定，不同的掺杂离子对瓷片和玻璃的光催化活性有不同的作用效果。     

热处理对溶胶-凝胶TiO2薄膜的晶相转变和性能影响

以钛酸丁酯（TPOT）为有机醇盐前驱体，采用溶胶－凝胶技术制备了TiO2溶胶。为测量方便起见，分别制备了凝胶粉体和薄膜，并对样品进行了不同温度的热处理。X射线衍射（XRD）、椭偏仪和紫外－可见光谱（UV－vis)的测量表明：随热处理温度的升高，TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变，400℃为锐钛矿相，600℃开始出现金红石相，800℃完全转变为金红石相；晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大，锐钛矿结构的晶粒尺寸范围是2.5-5.5nm，金红石结构的晶粒尺寸范围是5.9-6.8nm；TiO2薄膜的折射率随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度升高而变窄，锐钛矿结构的禁带宽度为3.45eV，而金红石结构的禁带宽度为3.30eV。     

高能球磨锐钛矿型TiO2晶型转变的研究

应用机械力化学原理，研究高能行星磨粉磨锐钛矿型TiO2引起晶型转变的过程，采用XRD、SEM、TEM、FT－IR技术对粉体进行表征，探讨了机械力化学引起晶型转变的机制。研究发现：在一定操作参数（行星磨公转转速300r/min)条件下，粉磨初期（5h)为无定形形成期，颗粒出现团聚现象，晶粒尺寸减小，晶格畸变，转变为无定形，并形成金红石型TiO2晶核；粉磨中期（5－15h)为晶粒长大期，金红石型TiO2晶粒长大；粉磨后期（15h以后）为动态平衡期，晶粒长大与粉磨引起的晶粒减小处于动态平衡，研究表明；行星磨粉磨锐钛矿型TiO2可使晶型转变为金红石型TiO2，团聚的二次颗粒尺寸为1μm左右，并由颗粒尺寸为20－40nm团聚组成。     

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。     

掺钒TiO2纳米粉体的制备及性能

以TiCl3为源物质,通过添加强氧化剂,用溶胶-凝胶法制备掺杂V^ 5的TiO2纳米粉末。研究了该材料的结构、晶粒尺寸和分散性在不同掺钒量和烧结时间（400℃）条件下的变化规律。结果表明,V^ 5在TiO2中形成替位式掺杂,使锐钛矿相结构产生微应力,不仅促进其向金红石相转变,而且使大晶粒扭曲畸变形成小晶粒。     

热处理对TiAl基合金相变和显微组织的影响

TiAl基合金净形成形是克服其难加工成形的有效方法，但该合金铸态组织较粗大，不利于提高其综合性能，如何细化该合金的微观组织成为当前研究热点之一。本文重点讨论了通过热处理改变TiAl基合金微观组织的技术途径，包括双相区热处理，双温热处理，循环热处理，快速加热循环热处理等，并分析了各种热处理条件下组织演变的微观机制，其中快速循环热处理对细化原始组织效果最为显著。     

载银TiO2无机抗菌剂的制备及性能研究

采用TiO2 为载体的银型无机抗菌材料的制备工艺及性能,所制备的无机抗菌材料具有良好的抗菌性能及安全性能,其中对大、小白鼠的急性经口毒性的LD50 > 10000mg/kg,急性经皮肤毒性的 LD50 >3000mg/kg;银盐的较佳掺入量为0.5%~3%,较佳的煅烧温度范围为800~1200℃。     

纳米二氧化钛的晶型转变及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制得稳定的TiO2透明溶胶．凝胶经焙烧制备了纳米TiO2粉体,利用FT-IR、XRD和原子力显微镜(AFM)技术对其进行了结构和形貌表征,考察了其对水杨酸的光催化活性。研究结果表明,醇胺不同的加入量,对TiO2从锐钛矿转变为金红石型的晶相转变温度(600～800℃)有很大影响．FT-IR谱的423cm^-1处吸收峰为金红石型TiO2的特征Ti-O键振动峰,采用310nm的紫外光波长照射时锐钛矿型TiO2粉体具有较高的光催化活性。     

TiO2纳米微粉及生物染料的光催化降解

基于过氧络合热分解法制备了平均粒径为6—7nm的TiO2微粒，并研究了对生物染料亚甲蓝、孔雀绿溶液的光催化降解作用。亚甲蓝溶液的紫外可见光谱的吸收峰(峰位波长663—646nm以及292—288nm)的吸光度随光催化时间的加长而明显减弱。孔雀绿溶液的紫外可见光谱的吸收峰(峰位波长617—612nm)的吸光度随光催化时间的加长也减弱。但是位于紫外光区256nm左右的吸收峰的吸光度却大幅度增强。