纳米 TiO2的制备、表征以及应用 学 院： 制造科学与工程学院 专 业：材料成型及控制工程 班 级：2 班 任课老师： 孙兰 学 号： 1043022076 学生姓名： 张会 纳米的制备、表征以及应用 纳米 TiO2的制备、表征以及应用2013 年 5 月 8 日 纳米 TiO2的制备、表征以及应用 张 会 （四川大学制造科学与工程学院，成都，610065） 摘 要 综述了纳米 TiO2的制备方法及结构表征的总体概况,并回顾了 10 年来纳米 TiO2应用研究进展动态。关键词 纳米材料 溶胶- 凝胶法 粒径 二氧化钛PREPARATION, CHARACTERIZATION AND APPLICATION OF NANOCRYSTALLINE TITANIA Zhang Hui (Sichuan University School of Manufacturing Science and Engineering ,Chengdu,610065 )Abstract The general situation of preparation and characerization of nanocrystalline titaniawas described . And the last decade progress in the application studies ofnanocrystalline titaniawas reviewed.Key words Nanosized materials Particle size Sol-gel method Titania.1，引言纳米材料又称为超微颗粒材料，一般是指几何尺寸在 1～100nm 间的粒子。1990 年召开了国际第一届纳米科学技术学术会议，把纳米材料作为一个材料科学分支公布于世。各国各界广泛关注纳米材料的进展,我国也积极展开对纳米材料的研究,有的研究(如纳米碳管的制备)已达到国际先进水平,而部分纳米材料(如纳米 TiO2)已经进入产业化开发与生产阶段。纳米材料的表面效应、量子尺寸效应和混沌现象[1]决定了其在化工、医药、航空、电子等领域存在巨大的潜在应用价值。其中，纳米 TiO2在目前纳米材料中应用最为广泛，本文将对其制备、结构表征及应用等方面的研究与进展进行相关介绍。2，纳米 TiO2 的制备 纳米 TiO2的制备、表征以及应用纳米 TiO2的制备主要包括物理方法和化学方法。C2H5OH+H2O+HC搅拌 滴加 物理方法包括气相沉积、溅射等技术等，通常被用于制取纳米二氧化钛粉末或薄膜，因设备复杂、生产成本较高，使其应用受到限制，搅拌 室温 30min 故实际上采用更多的是化学方法。 溶胶凝胶化 室温 化学方法可分为液相化学反应法、气相化学反应法和固相反应法。 其中以溶胶一凝胶法(Sol-gel)最为成熟【2】。该法利用了所形成凝胶的优良分散功能及凝胶最终的热处理过 真空干 燥 333K 5h 程，所得产物的颗粒均匀性、分散性良好，并可控制产物的粒径。在Sol-gel 法中，有机钛盐(或钛酸酯)通常作为起始原料去合成目标产物 ，如图 1 所示【2】。机械研 磨 10min 另外也有一些用无机钛盐结合其他分散介质(如高分子物质)的Sol-gel 法制备纳米 TiO2的研究，利用明胶的优异分散功能来制备目 标产物【3】，采用此法制备的纳米 TiO2具有独特的催化功能。此外还 高温培 烧 2h 有无机钛盐水解、直接沉淀等制备纳米 TiO2的方法[4，5]这里不做累述。目前，纳米 TiO2的制备在国内已大量进入产业化阶段，许多TiO2产品相继问世，给人类活动造成很大方便。图 1 由钛酸丁酯Sol-gel 法合成纳米 TiO2流程3,纳米 TiO2 的结构表征进行纳米 TiO2的结构表征通常所用的仪器有 X 光衍射仪、电子显微镜(包括透射型和扫描型)以及比表面分析仪等。X 衍射技术能解决的第一个问题是根据谱图中衍射峰的宽度定性判断待检测物质(通常为粉末或薄膜)的粒径大小。常用来计算的是谢乐(Scherer)公式: D=O．89λ／βcosθ。式中 D 为平均粒径，λ 为 X 光的光源波长，β为 X 衍射谱图中最强衍射峰的半高宽(单位是弧度)。同时，利用该公式也可大致算出所测试物质的平均粒径。图 2(a)为市售钛白粉（成分为 TiO2）的 X 衍射谱图，它的平均粒径为微米级，而图 2(b)为一种 TiO2粉末的 X 衍射谱图，其平均粒径约为 4nm；另外，TiO2共有 3 种品型：Ti(O-Bu)4+C2H5OH 凝胶干凝胶块多孔状凝胶末纳米 TiO2粉末 纳米 TiO2的制备、表征以及应用锐钛矿[图 2 中(a)和 (b)均为此结构]、金红石和板钛矿。由于它们的稳定...
