納米非晶TiO-,2-粉體的制備與表征及其晶化轉(zhuǎn)變研究.pdf

1、物質(zhì)就其原子排列方式來說，可以劃分為晶體和非晶體兩類。非晶態(tài)材料主要包括氧化物玻璃、高分子聚合物、非晶態(tài)半導(dǎo)體以及金屬玻璃(非晶合金)。近年來，晶態(tài)TiO2納米顆粒由于具有比表面積大、紫外光吸收性能好、氧化還原性強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒等獨(dú)特的性能，在光電轉(zhuǎn)換、多相光催化以及防霧自清潔材料等許多領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。然而非晶態(tài)TiO2納米顆粒研究卻極少。本文研究非晶態(tài)TiO2納米顆粒制備與表征。 本論文以鈦酸四丁酯為無機(jī)前驅(qū)體，利用溶

2、膠-凝膠法制備非晶納米二氧化鈦粉體，利用X射線衍射(XRD)，熱分析(TG-DSC)，紅外吸收光譜(FTIR)，透射電子顯微鏡(TEM)，掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線光電子能譜(XPS)等測試手段對其進(jìn)行了詳細(xì)表征，并在連續(xù)加熱條件下運(yùn)用晶化轉(zhuǎn)變動力學(xué)和晶化轉(zhuǎn)變熱力學(xué)研究了納米非晶二氧化鈦的晶化轉(zhuǎn)變。 (1)結(jié)合DSC和XRD的結(jié)果，確定了后處理退火參數(shù)，即320℃退火2 h，可制備出非晶二氧化鈦粉體；FTIR分析結(jié)果表明，

3、樣品中有機(jī)物等其他雜質(zhì)均已去除完；TEM和SEM結(jié)果顯示，粉體尺寸約在30 nm，有輕微團(tuán)聚。 (2)連續(xù)加熱條件下晶化轉(zhuǎn)變動力學(xué)研究表明，納米非晶二氧化鈦的晶化轉(zhuǎn)變表觀晶化能為91.5 kJ/mol，晶化初期晶化激活能為42 kJ/mol。計(jì)算出Avrami指數(shù)n在2～3之間，得出非晶二氧化鈦納米粉體的晶化是二維表面形核和三維形核、長大的混合過程，隨晶化過程的進(jìn)行n值減小。 (3)晶化轉(zhuǎn)變熱力學(xué)分析表明：納米非晶二氧化