二氧化钛纳米粉体的水热均匀沉淀法制备

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由于纳米二氧化钛粉体具有十分优越的物理、化学性能,因而被广泛应用于油漆、塑料、化学纤维、传感器、太阳能以及光催化等诸多领域.但是,目前中国纳米二氧化钛工业化生产水平很低,根本无法满足国内市场的需求,故不得不大量进口纳米二氧化钛,这大大制约了中国相关工业的发展.水热均匀沉淀法结合了水热法和均匀沉淀法的优点,制备出的纳米二氧化钛晶粒发育完整,粒度分布均匀,且颗粒无须经过煅烧,故分散性较好.正是由于该方法具备诸多优点,使其成为制备纳米材料的重要方法之一,并为工业化生产提供了可能.该文采用正交实验的设计方法,在水热均匀沉淀法制备纳米二氧化钛颗粒的过程中,采用自制的反应釜,通过调整其反应温度、保温时间、前驱物浓度以及Urea/Ti(SO<,4>)<,2>摩尔比等工艺参数,采用XRD、TEM对所制备的纳米二氧化钛颗粒的晶型、相对晶化强度和粉体平均粒径进行了表征,并对其机理做了简要探讨.研究表明,同常规方法相比,水热均匀沉淀法制备的纳米二氧化钛颗粒的反应温度较低、结晶程度较高、颗粒细小、且无明显团聚.随着水热反应温度的升高,所制得的粉体的相对晶化强度和平均粒径均是不断升高的;保温时间的延长,使得粉体的结晶程度和平均粒径均升高;前驱物浓度对结晶程度和平均粒径的影响是呈近似抛物线的关系,在浓度达到1.0mol/L的时候结晶程度和平均粒径分别达到极大值和极小值;随着Urea/Ti(SO<,4>)<,2>摩尔比的增大,结晶程度和平均粒径均降低.与常规的水热法制备纳米二氧化钛方法有所不同,该文对水热法进行了改进,与均匀沉淀法相结合,直接采用硫酸钛作为前驱物,通过调整工艺参数来进行水热反应合成二氧化钛.类似的研究和制备方法尚未见报道,这是该文的创新之处.研究结果表明,通过该方法制备的锐钛型纳米二氧化钛的光催化降解活性高于普通商品纳米二氧化钛.
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