高嶺土-TiO2納米復合材料的制備與光學性質(zhì)研究.pdf

1、本研究選擇高嶺土為基底制備高嶺土／TiO2納米復合材料,對高嶺土／TiO2納米復合材料的物理化學性質(zhì)進行了表征。在高嶺土基底表面構筑二氧化鈦納米膜賦予了高嶺土新的物理化學特性。利用TEM、XRD、XPS、白度、亮度以及散射系數(shù)測試等多種手段對材料進行了表征,系統(tǒng)考察了高嶺土／TiO2納米復合材料的形貌、結(jié)構、組成、成膜機理。現(xiàn)將結(jié)果歸納如下:
　　 以煅燒高嶺土和TiCl4為原料,用化學沉積法制備出高嶺土／銳鈦型TiO2納米復合

2、材料。所制備的樣品分別經(jīng)過200℃、400℃以及900℃高溫煅燒1小時后,復合材料中高嶺土表面的TiO2納米顆粒皆為銳鈦型。高嶺土表面被單層TiO2納米顆粒均勻的包覆。高的焙燒溫度有利于形成晶型更好的銳鈦型TiO2納米顆粒。高嶺土／銳鈦型TiO2復合材料的光散射系數(shù)是高嶺土基底的兩倍。XPS分析表明TiO2包覆層通過Ti-O-Si和Ti-O-Al鍵連接在高嶺土表面。
　　 用液相沉積法,在體系中存在Sn4+,以煅燒高嶺土和TiC

3、l4為原料制備高嶺土／金紅石型TiO2復合材料。當體系中存在Sn4+,所制備的高嶺土／TiO2復合材料在950℃下焙燒4小時后,高嶺土表面的TiO2納米顆粒為金紅石型。Sn4+的存在促進TiO2從銳鈦型向金紅石晶型轉(zhuǎn)變。以此同時,Sn4+有利于形成顆粒更小的金紅石型TiO2顆粒,從而形成致密均勻的金紅石型TiO2包覆層。XPS分析表明Sn4+以Sn-O-Si和Sn—O—Al鍵結(jié)合在高嶺土表面,金紅石TiO2包覆層通過Ti—O—Si鍵和T

4、i-O-Sn鍵連接在經(jīng)Sn4+處理過的高嶺土表面。高嶺土／金紅石型TiO2復合材料的光散射指數(shù)較高嶺土顯著提高。
　　 以高嶺土／銳鈦型TiO2復合粉體作為基底,以偏鈦酸(H2TiO3)為鈦源,分別用直接沉淀法、水熱法和回流法制備出TiO2含量更高、光學性能更好的復合材料。三種試驗方法制備的復合材料中納米TiO2顆粒皆為銳鈦型。由SEM譜圖可見,在基底表面獲得均勻的島狀TiO2薄膜。用直接沉淀法合成的復合材料中的TiO2含量最大