氧化鉭、氧化鈦及其復(fù)合氣凝膠的制備與表征研究.pdf

1、氣凝膠是一類(lèi)具有極高比表面積和孔隙率的納米多孔材料。由于其獨(dú)特的理化特性，使得氣凝膠具有優(yōu)異的絕熱性能、吸附特性、量子限域效應(yīng)等，在高效吸附材料、透明絕熱材料、粒子捕集材料等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，因而是近十年納米材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本文以五乙醇鉭、氯化鉭、鈦酸丁酯等為前軀體，采用水解-縮聚溶膠-凝膠工藝分別合成了Ta2O5、TiO2氣凝膠；在此基礎(chǔ)上，利用醇鹽共水解法制備了TiO2/Ta2O5復(fù)合氣凝膠。采用氣體等

2、溫吸附法(BET)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、紅外光譜(FTIR)等手段對(duì)氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)及吸附特性進(jìn)行表征。研究了不同的合成參數(shù)對(duì)氣凝膠最終結(jié)構(gòu)和形態(tài)的影響，初步解決了這類(lèi)氣凝膠合成工藝及均勻復(fù)合問(wèn)題。
　　 本研究分別以TaCl5和Ta(OC2H5)5為鉭源，通過(guò)溶膠-凝膠法及超臨界干燥工藝獲得塊狀氧化鉭氣凝膠。分析表明氣凝膠密度在20mg/cm3～100mg/cm3，BET典型值

3、為800mg/cm3～900m2/g。研究發(fā)現(xiàn)不同催化劑量和反應(yīng)前驅(qū)體量對(duì)對(duì)TiO2氣凝膠的溶膠-凝膠過(guò)程和其微觀形貌有較大影響：隨著催化劑量的增加，凝膠化時(shí)間縮短，濕凝膠透明度降低，由交聯(lián)方式形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的程度增加，濕凝膠的強(qiáng)度提高。隨著前驅(qū)體量的增加，凝膠化時(shí)間縮短，濕凝膠透明度變化不大，由交聯(lián)方式形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的程度增加，濕凝膠的強(qiáng)度提高。紅外光譜圖表明制備的TiO2氣凝膠中存在羥基，不存在Ti-O-C鍵，反應(yīng)進(jìn)行比較完全。采用乙醇