纳米TiO2的制备、表征及其表面光电性能研究.pdf

第32卷第2期 辽宁师范大学学报(自然科学版) V01．32No．2 of Normal ScienceEdition) 2009 2009年6月 JournalLiaoning University(Natural Jun． 文章编号：1000-1735(2009)02—0218—04 纳米Ti02的制备、表征及其表面光电性能研究 寇 瑾1， 彭 鲲2， 牛淑云3 (1．辽宁警官高等专科学校公安技术系．辽宁大连116036I2．大窑湾出入境检验检疫局．辽宁大连116600I 3．辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连 116029) 摘要：采用均匀沉淀和直接沉淀2种方法合成了纳米Ti02，对所得产物进行了透射电镜和粒度分布的测试．结果 表明，均匀沉淀法制备的纳米Ti02粒度分布均匀，团聚少，并且粒径较小，大约在20nm左右，基本星球形，直接沉淀 法{蕾I备的纳米Ti02粒度分布不够均匀，团聚现象比较严重，有较大颗粒存在。粒径在40nm左右。近似呈球形．对均匀 沉淀法制得的Ti02前驱物采用不同的灼烧温度和灼烧时间，得到了不同晶型和粒径的TiOz粉体．对相同灼烧温度， 不同妁烧时间的Tioo进行了XRD测试．并从均匀沉淀法制备的不同粒径的金红石型纳米Ti02中选取3种不同粒径 的样品．进行了表面光电压测试和分析． 关键词：纳米Ti02，均匀沉淀法；表征；表面光电压 中图分类号：0614．411文献标识码：A 纳米级TiO：光电材料由于其优异的性能被广泛地应用到制备传感器件、光催化降解有机或无机 污染物以及光电转换储能等方面．例如，TiO。作为敏感材料，制成传感器可检测H。、CO等可燃性气体 和氧气．特别是用作汽车尾气传感器，通过测定汽车尾气中的氧气含量，可以控制汽车发动机的效 率[1剖．目前研制的电阻型TiO。半导体氧传感器，以其体积小、结构简单、价格便宜而受到人们的关注． 此外，Ti02等光电材料以其强劲的氧化能力可以分解破坏许多有机物．到目前为止，详细研究过的有机 污染物已达100余种Is]，其中很大部分是环保上十分关注的物质．有害气体及污水中的农药、染料、表面 活性剂、臭味物质均可用光催化技术有效处理，进行消毒、脱色、除臭等，在污染治理方面应用潜力巨大． TiO。光电材料还能够解决汞、铬、铅等金属离子和一些无机物污染问题[6‘7]．汞是水中的主要的重 金属污染物，对人体脑神经系统危害极大．铬污染能引起局部肉瘤，使肺癌发病率升高．铅污染也有可能 导致呼吸系统癌变．在柠檬酸根离子存在下，H92+从含氧溶液中被e一还原成Hg沉积在Ti02表面，此 法同样还适用于铅阻10]．但由于研究手段和方法的限制，详细了解其表面电荷行为、光谱与光电性能关 系比较困难．表面光电压光谱(SPS)是研究固体表面和界面电荷行为的有利手段，它对探讨光电性能机 理提供了新方法u11． 1 实验部分 1．1试剂和仪器 所有试剂均为分析纯．采用日立公司H一6000A透射电子显微镜对样品进行粒径和形貌测定．采 用X射线衍射法(XRD)对粉体Ti0：的晶相进行分析，给出物相结构及元素的存在状态．本文所用X衍 056 D／MAX-RB型衍射仪，CuKa射线光源，k=O．154nm，扫描角度10～85。， 射仪为日本理学Rigaku 采用美国的ZETASIZER1000HSA粒度分布仪完成的，将分散好的样品放人样品池中，调整参数进行 测量．表面光电压光谱(SPS)在自组装的表面光电压光谱仪上完成． 收稿日期：2008-10—09 基金项目：国家自然科学基金资助项目l辽宁省教委创新团队项目(2007T092) 作者简介：寇瑾(1971一)。女。辽宁抚顺人．辽宁警官高等专科学校讲师。硕士l 牛淑云(1941一)．女。吉林长春人，辽宁师范大学教授．博士生导师． 第2期 寇瑾等： 纳米Ti02的制备、表征及其表面先电性能研究