纳米二氧化钛的制备与表征.doc

  纳米二氧化钛的制备与表征# 彭湃1，杨忆新2** （1. 东北大学资源与土木工程学院，沈阳 110819； 5 2. 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，秦皇岛 066004） 摘要：利用溶胶-凝胶法制备纳米级二氧化钛，并在不同温度下烧结得到不同的晶型；利用 X 射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重-差示扫 描量热法（TG－DSC）对其晶型做定性的表征；利用扫描电子显微镜（SEM）对其形貌、 10 粒径大小及颗粒分布进行表征；测量 Zeta 电位描述二氧化钛胶体溶液的稳定性；最后，利 用 X 射线光电子能谱（XPS）对其价态进行描述。结果证明了高温焙烧利于 TiO2 晶型的形 成，所制备的 TiO2 具有良好的晶型并在水相中分散性良好。 关键词：二氧化钛；拉曼光谱；红外光谱；TG-DSC；SEM；XRD；Zeta 电位；XPS 中图分类号：X703.1 15 Preparation and Characterization of Nano-TiO2 Peng Pai1, Yang Yixin2 (1. College of Resource and Civil Engineering,Northeastern University,Shen Yang,110819; 2. School of Resource and Materials,Qin Huangdao District of Northeastern University,Qin 20 25 Huangdao 066004) Abstract: In this paper,Nano-TiO2 was prepared by sol-gel method, and calcined at different temperatures to get different crystal types; Use X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (Raman), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric and differential scanning calorimetry (TG and DSC) to study its crystal shapes; Use scanning electron microscope (SEM) to study its morphology and particle size; Zeta potential was measured to describe the stability of the titanium dioxide colloidal solution; Finally, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was measured to describe its valence. Results proved that the high temperature is conducive to the formation of good crystal with good dispersibility in water phase. Key words: TiO2; Raman spectroscopy; FTIR; TG-DSC; SEM; XRD; Zeta potential; XPS 30 0 引言 纳米 TiO2 以其大的比表面积及其优异的吸附、催化性能，在节能环保中的应用已经十 、8]  催化臭氧化降解有机物  [9、10] 35 40 屡见不鲜。常见的纳米 TiO2 的制备方法主要分为气相法与液相法[11]。气相法可制得具有高 质量的纳米 TiO2 粉末，但反应需要使物料气化，能耗较高。液相法是制备 TiO2 研究最广泛 的方法，其原料来源广泛、操作简单、对设备要求不高，比较适合实验室制备纳米 TiO2， 但易造成局部浓度过高，使产品的分散性差、颗粒不小及形状不均等现象发生。在液相法中， 溶胶-凝胶法的应用最为广泛。溶胶-凝胶法与传统方法相比具有以下优点：由于原料纯度高 且溶剂在烧结过程中易除去，故制得粉末的纯度高，工艺操作简单，设备要求不高，适合实 验室制备。 本文采用溶胶凝胶法制备纳米级 TiO2，在不同烧结温度烧制得到不同晶型纳米 TiO2。 基金项目：国家自然科学基金，教育部博士点基金新教师基金（20100042120018） 作者简介：彭湃（1990－），女，研究生，主要研究方向：催化臭氧化 通信联系人：杨忆