二氧化钛相变及掺杂二氧化锡的影响.pdf

纳米二氧化钛相变及掺杂二氧化锡的影响 周华军‘，王大志1，刘先明2 (1．中国科学技术大学材料科学与工程系．2．理化工程中心，安傲合肥230026) 摘要一本文使用x射残衍射，差热分析，透射电 加入无水乙醇制成11q当量为O．29／ml的溶液．将 SnCl．加入无水乙醇制成13．5Ⅱ咖ISn仉当量的snch 镜研究了掺sn02的蚋米no的蛄构相变过程和规 的乙醇溶液．在匀速搅拌下向250ml蒸馏水中加入 律．实验表明在600务件下可取制得尺寸为4rim的 税啦矿蚋米氧化杖，30酽C部分转变为奎缸石相． 不同配比的s．cb和T’砜乙醇溶液．并且傲热到60℃ 700。C全部成为金虹石．sn仉的掺八明显降低了后暂停加热剧烈搅拌形成不同掺辄量的啊02透明 A-+R的相麦温度．押止晶粒的长大． 溶腔．然后继续加热至沸形成凝胶，放入6口℃烘箱 关键词：纳米氧化钛；氧化镭掺杂；相变 烘干即得初始样品。初始样品分目Ⅱ经过不同温度 (448--1073K)恒温焙烧2h，得到不同相组成和不 I引言 同粒径的Ti02样品。 DTA分析采用日本岛津DT-40热分析仪；x射 二氧化钛结构对其性能有极大的影响l】】·锐铽 线衍射采用日本理光D／MAX-YA型转靶X射线衍 矿型TiO：具有比金红石型更好的光催化性自B，在作 射仪(x射线衍射臂流为100mAt管压为40kV— 为各种污染处理的光催化荆和光电池材料方面有很 好的应用前景，如以Tiq为光催化剂的光催化反应 采用Hitachi-800透射电子显檄镜· 来转换太阳能分解水Ⅲ、有机台成囊责金属回收-对 水和空气中有机污染物、Nq等有害物质的去除口。 3结果与讨论 等．金红石型由于较弱的光催化能力．较强的覆盖 力、着色力和紧外线吸收能力主要应用于涂料、化 3．1 X射线衍射分析 妆品等方面．而且由于表面电子结构和晶体结构发 图1是纯的TiO：在不同温度下的x射线衍射 生了变化．纳米Ti02有许多前所未知的特性·因此 图。圈2是掺6％Snq的ri02的x射线衍射田·由 研究纳米二氧化钛相变．了解币同条件对其相变的 图l可以看出60℃烘干的1102已经是锐钛矿(伴有 影响。是提高其各项性能的重要环节。由于制备方 少量的板钛矿)结构．这与一般方法制备的样品不 法和制备条件的不同，纳米二氧化钛相应相和相变 有所不同．XINGZHAODING等人发现snq和如岛 对二氧化钛从锐钛矿转变到金红石相有促进作用“”· 而掺杂^坞则相反”· 本实验用溶胺凝胶洁在室温下直接制备得到纳 米锐钛矿n02，通过X光衍射、差热分析、TEM及 电子衍射研究了样品在相变过程中各温度下的结构 和性质。实验表明该样品具有比一般情况下更低的 A-)R转变温度。通过纯的二氧化钛和掺杂sn02的 二氧化钛的比较可以看出掺杂sn02明显加速了锐钛 矿向金红石的转变．并且减缓了额粒长大的速率· 本文给出TiO：相变过程爰掺杂sn吼对其影响的解 释． 圈I 样品由下至上舟别是60℃、175℃、300(2、 2实验过程 纯Tio，样品 2h砒60．c、175．c、 XRD heatedfor Fi91 ofTiOt 实验以无水TiCl,(A．R)和SnCI‘·5H,O(A．R．) 800。C