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纳米TiO2的制备及其表征*

2014-08-03桑俊陈芮

云南师范大学学报(自然科学版) 2014年5期

桑俊, 陈芮

(云南师范大学 化学化工学院,云南 昆明 650500)

纳米TiO2作为最早研究的无机纳米材料之一,除具有普通TiO2的物理化学性质以外,还具有很多纳米材料的特性,由于粒径小,比表面积和比表面能大,表面原子数多,因而具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等[1-4].这些效应引起其相转变温度、熔点及烧结温度降低,吸附能力、化学活性及催化活性增强,且光学性质和磁性发生变化.另外,纳米量级的尺寸还赋予TiO2一些特殊的性质,如对可见光的透明性[5]、紫外屏蔽特性[6]、光催化活性[7-8]、随角异色效应[9]、表面超双亲性[10-11]等.因此,纳米TiO2被广泛应用于许多领域,如作为紫外线屏蔽剂添加在纺织品、化妆品中;作为杀菌、除臭、自洁材料添加于涂料、油漆、玻璃、食品包装材料中;用作光催化材料及高能效电池原料等.

已报道的纳米TiO2的制备方法有物理法和化学法两大类.根据反应物的相态,化学法分为:气相法、液相法和固相法.气相法一次性投资较高.液相法分为溶胶法[12]、溶胶-凝胶法[13-14]及沉淀法[15].溶胶法和溶胶-凝胶法制得的纳米TiO2颗粒均匀、分散性好、纯度高、操作简单、反应易控制,但原料价格昂贵.固相法具有工艺简单,操作简便易行的特点,但得到的纳米TiO2粒径分布较宽.

本文以H2TiO3为主要原料,NH3·H2O为沉淀剂,采用直接沉淀法首先制备了无定形沉淀TiO(OH)2,沉淀经过滤、洗涤、干燥得到前驱体.灼烧前驱体得到颗粒大小在60 nm左右的四方晶系金红石结构的纳……

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