【硕士论文】纳米二氧化钛的制备、结构和性能的研究.pdf

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1、北京化工大学硕士学位论文纳米二氧化钛的制备、结构和性能的研究姓名：吴腊英申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：李长江2002.5.20纳米二氧化钛的制备、结构与性能的研究摘要本论文研究的是纳米TiO。的制备、结构与性能。在研究过程中，以TiCl．和无水乙醇为主要原料，采用溶胶——凝胶法的技术合成路线，成功地研制了尺寸为lOnm到60nm的TiOz粒子。在实验中，针对纳米TiO：粒子的粒径、晶型及分散性做了研究。厂／结果表明，反应温度低于30"C时，出现的是锐钛矿，而高于30。C时，0开始有金红石相产生。随着煅烧温度的提高，粒子的尺寸不断地增大，高于600"C时，增

2、长趋势变大。500℃～700"C是相变温度区。此外，红外方式下干燥，形成纳米TiO：粒子的粒径较小，且有金红石出现，并且较低的煅烧温度即可获得金红石相。分析认为，红外条件下，提＼供了相变所需的相变烩心J目前，纳米粒子的分散性是纳米研究领域内比较关注的问题。本实验从实际出发，尝试地研究了粒子的分散性能，并取得了初步的成厂果。f以十二烷基磺酸钠作为表面活性剂，可以初步的改变粒子的分散＼÷性能，但不十分明显；当在红外辐照条件下进行反应以及以稀土元素La3‘搀杂，形成的纳米Ti02粒子具有较高的分散性。表明通过反应体、系实现粒子的分散性是行之有效的方法＼j／在光学方面，通过

3、样品的拉曼光谱、红外吸收、紫外一可见光吸收等光谱的测试与分析，表明，粒子尺寸纳米化，其光学谱图与常规材料有着明显的不同。拉曼谱图中出现谱峰向低波数移动，而在紫外可见光吸收和红外谱图中，产生蓝移现象。最后，我们还探讨了纳米TiO：粒子的电学和热学性能。(实验表明，纳米TiO：粒子制成的样品，其电流一电压曲线呈非线性，从而符合双耗尽层理论。而由纳米T1魄掺入到高铝棉时，导热系数会增大心K关键词：溶胶～凝胶，纳)KTiO：，红外辐照，稀土元素L矿搀杂，双耗尽层，蓝移THESYNTHESIZE、STRUCTUREANDPROPERTYOFNANOMETERTITANlUMD

4、IoXlDEABSTRACTInthispaper，ananometerceramictitaniumdioxidehasbeensuccessfullysynthesizedusingasol-gelmethodwithtitaniumtetrachloride(TiCl4)asaprecursor．AfterhydrolysisofTiCl4，atitaniacanbeobtainedwithdiameterofrangefrom10nmto60nmDuringtheexperiment，theparticlesize，crystalstructureanddi

5、spersibilityhavebeeninvestigatedindetail．Therearemanyfactorstoinfluencethesizeandstructure，butthemainlyisreactiontemperature，sinteringtemperatureanddryingways．AmixtureofanataseandrutiletitaniaCanbedetectedabovethereactiontemperatureof30"C．Andthephasetransformationtemperatureisrangeform

6、500。Cto700℃．Whenthesinteringtemperaturereached600℃．thesizeincreasesfaster．Inaddition，attheinfrareddrying，theparticlesizewillbesmaller，andtherutilestuctureisformed．Obviously，theinfrareddryingoffersthechanceforthephasetransformationAtpresent，thedispersibilityofparticleismoreandmoreregard

7、edInthispaper，itcanbeseenthatsurfaceactiveagent，bathinginfrared3reactionandLa3+dopedcanallbeimprovedthedispersibility．TheexperimentalresultsshowsthatthesodiumdodecylsulphonateisnotSOnoticeableastheinfraredandLa3+dopedtitalia．Accordingtothese，itisalleffectivemethodtoimprovethedispersi