爆轟法合成氧化鈦納米粉研究.pdf

1、爆轟法是通過引爆由無機鹽、有機鹽、金屬粉和含水氧化物等前驅(qū)體和炸藥組成的爆炸混合物，在爆轟產(chǎn)生的高溫、高壓條件下制備納米粉體的一種合成技術(shù)。該方法具有操作簡單，易于控制，高效、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能等特點。本文首先從理化特性、制備和應(yīng)用等方面綜述了納米氧化鈦的研究和應(yīng)用進(jìn)展，對爆轟合成納米粉體的演變過程也進(jìn)行了綜述。然后針對現(xiàn)有制備方法存在的缺陷，和目前氧化鈦納米粉的產(chǎn)量尚無法滿足當(dāng)前和今后市場需求的特點，指出探索合成新方法仍然是納米氧化鈦研究的一

2、個重要方向。鑒于爆轟法在制備納米粉體方面的獨特性和新穎性，本文最后從以下方面對爆轟合成納米氧化鈦粉體進(jìn)行了研究： 1.以硫酸氧鈦為鈦源，引爆由氧化鈦前驅(qū)體、硝酸銨和黑索金組成的混合炸藥，進(jìn)行爆轟合成氧化鈦納米粉的實驗研究，對納米氧化鈦的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征；結(jié)合爆轟理論計算和實驗測量得到爆熱、爆溫和爆速等爆轟參數(shù)。從實驗可行性，影響因素如混合物密度、炸藥含量、含水率和爆轟參數(shù)等出發(fā)，優(yōu)選合成配方。 2.研究在熱處理和濃硝酸

3、與鉻酐強氧化除雜過程中納米氧化鈦的晶粒形貌、粒徑尺度的變化情況，對爆轟合成的氧化鈦納米粉在熱處理過程中的生長動力學(xué)過程進(jìn)行詳細(xì)研究。進(jìn)行光催化降解甲基橙溶液的試驗研究，討論溶液初始濃度、環(huán)境溫度、氧化鈦的用量、平均晶粒度、氧化鈦相組成、超聲波分散、溶液酸堿度、光照強度和光照時間等對光催化降解甲基橙溶液降解速率的影響。 3.借助X-射線衍射理論系統(tǒng)地研究爆轟對爆轟合成的納米發(fā)光粉和納米氧化鈦的微觀結(jié)構(gòu)的影響，揭示出爆轟對納米粉體微

4、結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律。研究表明：制備過程、制備方法、炸藥含量、爆轟溫度和后續(xù)熱處理過程等因素都會不同程度的影響納米粉體的微結(jié)構(gòu)。提出顆粒粒度是晶格畸變程度最直接的反映的論斷，初步解釋在爆轟條件下晶格畸變產(chǎn)生的原因。 4.應(yīng)用爆轟理論分析爆轟過程中納米氧化鈦的成核，長大行為。結(jié)合理論計算和實驗測量，利用爆轟參數(shù)與納米氧化鈦相組成之間的關(guān)系分析納米氧化鈦在高溫高壓條件下的相變過程，應(yīng)用熱力學(xué)理論揭示出納米氧化鈦熔點和顆粒效應(yīng)之間的關(guān)系。基