TiO-,2-基復合氧化物的制備及其性能.pdf

1、本文研究了單分散納米SiO<,2>、單分散TiO<,2>、TiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒以及Li-Ti-O復合氧化物的合成，并對所合成樣品的光催化性能和電性能進行了表征。 1.在超聲場中，采用溶膠-凝膠法制備了單分散性良好的納米SiO<,2>。制備的最佳條件為：正硅酸乙酯、氨水和水的初始反應摩爾濃度為0.3 mol/L、2.5 mol/L和15 mol/L，反應溫度為45℃，所合成的顆粒粒度分布范圍為120～150

2、 nm。 2.通過簡單的溶膠-凝膠法合成了球形TiO<,2>單分散的顆粒。經紅外光譜分析，發(fā)現(xiàn)TiO<,2>前驅體為乙二醇鈦。顆粒形狀均勻，粒徑在200nm左右，分散性良好。 3.利用自制的納米TiO<,2>顆粒作為核，在超聲場中通過醇鹽水解法制備出顆粒均勻，熱穩(wěn)定性良好的TiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒。并確定了合成的最佳條件：二氧化鈦、正硅酸乙酯、氨水、水的物質的量比為1：40：2：200，反應溫度為45

3、℃，焙燒溫度為600℃。所合成的TiO<,2>/SiO<,2>核／殼復合顆粒中，TiO<,2>仍然為銳鈦礦型，SiO<,2>為無定形，顆粒約為200 nm，分散性良好。并初步討論了其包覆機理。 4.通過檸檬酸配合法合成了系列Li-Ti-O復合氧化物，并考察了不同條件對產物晶型和形貌的影響。分別對合成的單分散ZiO<,2>顆粒和TiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒光催化降解甲基橙的活性進行了測試。結果發(fā)現(xiàn)，兩樣品對甲基橙的

4、光催化降解過程并不呈現(xiàn)一級反應，而是呈現(xiàn)出比較復雜的動力學特征。從甲基橙的降解效果來看，TiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒相對于單分散TiO<,2>顆粒，其催化效率略有改善。 5.分別以所合成的單分散TiO<,2>顆粒、TiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒以及Li-Ti-O復合氧化物為負極，組裝成鋰離子模擬電池，檢測了其電化學性能。結果發(fā)現(xiàn)Li-Ti-O復合氧化物電極的穩(wěn)定性最好，TiO<,2>/SiO<,2>

5、核/殼復合顆粒電極次之，納米TiO<,2>電極最不穩(wěn)定。單分散TiO<,2>電極的充放電平臺分別在2.25 V和1.3 V附近；FiO<,2>/SiO<,2>核/殼復合顆粒電極的充放電平臺分別為0.75 V和0.2 V附近；Li-Ti-O復合氧化物電極的充放電平臺分別為1.62 V和1.45 V。由以上結論可看出，SiO<,2>在TiO<,2>表面的包覆在改善其表面結構的同時，也降低了充放電平臺；而Li-Ti-O復合氧化物則改善了單分散