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形貌可控表面修饰纳米级二氧化钛的合成与表征

作　者: 孙鹂
导　师: 邹海峰；王成
学　校: 吉林大学
专　业: 应用化学
关键词: 纳米TiO2 超临界CO2 形貌可控表面修饰
分类号: O614.411
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

纳米晶TiO₂具有良好的光催化性能和光电转换能力,是一种有望同时解决能源短缺和环境污染的优异材料。选择合适的表面活性剂与适当的合成方法结合起来制备性能优越的纳米二氧化钛一直是科学工作者们研究的热点。本文通过直接在反应釜中封存固态干冰、利用随温度升高干冰气化产生超临界CO₂条件的方法替代传统超临界CO₂技术,分别选择合适的油性和水性体系来制备纳米TiO₂。研究确定了包括前驱物、溶剂、表面活性剂、温度、时间等反应条件。通过X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV-vis）测试手段对产物进行表征。阐述此方法相对于传统统超临界CO₂技术的优缺点。

全文目录

提要  5-10
第一章文献综述  10-26
  1.1 纳米材料概述  10-12
    1.1.1 纳米材料定义  10
    1.1.2 纳米材料的制备方法  10-11
    1.1.3 纳米材料的性能  11
      1.1.3.1 表面效应  11
      1.1.3.2 小尺寸效应  11
      1.1.3.3 量子效应  11
    1.1.4 纳米材料的应用与展望  11-12
  1.2 纳米二氧化钛的性能与应用  12-16
    1.2.1 基本物化性能  12-13
    1.2.2 光催化性  13-14
    1.2.3 纳米TiO_2在光催化剂方面的应用  14
    1.2.4 在光电转化方面的应用  14-16
  1.3 纳米二氧化钛的制备方法  16-19
    1.3.1 溶胶-凝胶法  16-17
    1.3.2 水热合成法  17
    1.3.3 沉淀法  17-18
    1.3.4 微乳液(W /O )法  18
    1.3.5 超临界CO_2流体技术  18-19
  1.4 纳米二氧化钛的形貌控制与表面改性  19-24
    1.4.1 表面活性剂在纳米二氧化钛形貌控制中的作用  19-20
    1.4.2 表面活性剂对纳米粉体的分散作用  20-23
      1.4.2.1 纳米粉体的团聚  20-21
      1.4.2.2 液体介质中表面活性剂对纳米粉体的分散机理  21-23
    1.4.3 纳米二氧化钛的表面无机修饰  23
    1.4.4 纳米二氧化钛的表面有机修饰  23-24
  1.5 课题设计  24-26
第二章油酸修饰的亲油性纳米二氧化钛粉体的制备与表征  26-37
  2.1 引言  26-27
  2.2 实验试剂及仪器  27-28
  2.3 实验方法  28
  2.4 油酸修饰的亲油性纳米TiO_2 粉末的制备  28
  2.5 样品的结构表征与性能测试  28-29
    2.5.1 X－射线衍射分析(XRD)  28
    2.5.2 透射电镜照片分析(TEM)  28-29
    2.5.3 红外光谱分析(IR)  29
    2.5.4 紫外光谱分析（UV-vis）  29
  2.6 结果与讨论  29-35
    2.6.1 纳米TiO_2粉体的形貌分析  29-31
    2.6.2 XRD 分析结果  31-32
    2.6.3 分散性实验结果  32-33
    2.6.4 红外分析结果  33-35
    2.6.5 紫外分析结果  35
  2.7 小结  35-37
第三章油胺修饰的亲油性纳米二氧化钛粉体的制备与表征  37-45
  3.1 引言  37-38
  3.2 实验试剂及仪器  38
  3.3 实验方法  38
  3.4 油胺修饰的亲油性纳米TiO_2 粉末的制备  38
  3.5 样品的结构表征与性能测试  38
    3.5.1 X－射线衍射分析(XRD)  38
    3.5.2 透射电镜照片分析(TEM)  38
    3.5.3 红外光谱分析(IR)  38
    3.5.4 紫外光谱分析（UV-vis）  38
  3.6 结果与讨论  38-43
    3.6.1 纳米TiO_2粉体的形貌分析  38-40
    3.6.2 XRD 分析结果  40-41
    3.6.3 分散性实验结果  41
    3.6.4 红外分析结果  41-42
    3.6.5 紫外分析结果  42-43
  3.7 小结  43-45
第四章纳米TiO_2生长过程的讨论  45-51
  4.1 引言  45
  4.2 干冰作用的讨论  45-46
  4.3 TiO_2 生长过程的讨论  46-48
    4.3.1 以OEA 为表面活性剂的体系  46-47
    4.3.2 以OA 为表面活性剂的体系  47-48
  4.4 实验方法的说明  48-50
  4.5 小结  50-51
第五章水性体系中纳米TiO_2的合成与表征  51-58
  5.1 引言  51
  5.2 实验试剂及仪器  51-52
  5.3 纳米TiO_2 粉末的制备  52
  5.4 样品的结构表征与性能测试  52-53
    5.4.1 X－射线衍射分析(XRD)  52-53
    5.4.2 透射电镜照片分析(TEM)  53
  5.5 结果与讨论  53-57
    5.5.1 实验条件的选择  53-54
    5.5.2 XRD 分析结果  54-55
    5.5.3 纳米TiO_2 粉体的形貌分析  55-57
    5.5.4 分散性实验结果  57
  5.6 小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-66
中文摘要  66-68
Abstract  68-71
致谢  71-72
发表的文章  72

形貌可控表面修饰纳米级二氧化钛的合成与表征

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