纳米二氧化钛制备的基本过程是怎样

彩色猴4 2011-10-16 08:57:45 550 浏览

需要什么原料有什么步骤

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liubinqiu12 2011-11-01 00:00:00

子西莱科技专业生产高光催化效率纳米二氧化钛，优于德国P25

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伞之过 2011-10-17 00:00:00

主要制备方法　　目前，制备纳米TiO2的方法很多，基本上可归纳为物理法和化学法。物理法又称为机械粉碎法，对粉碎设备要求很高；化学法又可分为气相法（CVD）、液相法和固相法。编辑本段1、气相法制备二氧化钛（1）物理气相沉积法　　物理气相沉积法（PVD）是利用电弧、高频或等离子体等高稳热源将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子。其中以真空蒸发法Z为常用。粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制。该法同时可采用于单一氧化物、复合氧化物、碳化物以及金属粉的制备。（2）化学气相沉积法　　化学气相沉积法（CVD）利用挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应生成所需化合物，该法制备的纳米TiO2粒度细，化学活性高，粒子呈球形，单分散性好，可见光透过性好，吸收屏蔽紫外线能力强。该过程易于放大，实现连续化生产，但一次性投资大，同时需要解决粉体的收集和存放问题。　　CVD法又可分为气相氧化法、气相合成法、气相热解法和气相氢火焰法。编辑本段2、液相法制备纳米二氧化钛　　液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类，使其溶解，并以离子或分子状态混合均匀，再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸法、结晶、升华、水解等过程，将金属离子均匀沉积或结晶出来，再经脱水或热分解制得粉体。它又可分为胶溶法、溶胶-凝胶法和沉积法。其中沉积法又可分为直接沉积法和均匀沉积法。（1）以硫酸氧钛为原料　　加酸使其形成溶胶，经表面活性剂处理，得到浆状胶粒，热处理得到纳米TiO2粒子。（2）溶胶-凝胶法　　溶胶-凝胶法（简称S—G法），是以有机或无机盐为原料，在有机介质中进行水解、缩聚反应，使溶液经溶胶-凝胶化过程得到凝胶，凝胶经加热（或冷冻）干燥、锻烧得到产品。该法得到的粉末均匀，分散性好，纯度高，煅烧温度低，反应易控制，副反应少，工艺操作简单，但原料成本较高。（3）沉淀法　　A、直接沉淀法　　其反应机量为：　　Ti0SO4+2NH3·H2O → Ti0(OH)2↓ + (NH4)2 SO4 　　Ti0(OH)2 → Ti02(s)+H2O 　　该法操作简单易行，产品成本较低，对设备、技术要求不太苛刻，但沉淀洗涤困难，产品中易引入杂质，而且粒子分布较宽。　　B、均匀沉淀法　　均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，在该法中，加入沉液剂（如尿素），不立刻与被沉淀物质发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成。该法得到的产品颗粒均匀、致密，便于过滤洗涤，是目前工业化看好的一种方法。编辑本段固相法合成纳米二氧化钛　　固相法合成纳米TiO2是利用固态物料热分解或固-固反应进行的。它包括氧化还原法、热解法和反应法。在此介绍常用的偏钛酸热解法制备纳米TiO2。该法制得的纳米 TiO2 粒径分布较宽，工艺简单，操作易行，可批量生成。

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纳米二氧化钛制备的基本过程是怎样: 需要什么原料有什么步骤

纳米二氧化钛的应用: 纳米二氧化钛，性质，制备，改性，应用，催化剂，合成纳米二氧化钛，性质，制备，改性，应用，催化剂，合成

什么是纳米二氧化钛？做什么用的？:

超声波法合成纳米二氧化钛粉末晶体的制备及表征

【引言】

纳米材料的出现对化学、电子、生物技术等多个科学技术领域产生了重大影响。纳米材料在光学、电学、磁性、催化、生物或机械等领域的广泛应用源于其独特的、可调谐的纳米结构，使其合成成为Z有前景和挑战性的研究和发展领域之一。纳米粒子/纳米材料具有新颖的物理、化学和机械性能，可作为解决能源、环境、健康、通信和相关领域问题的创新解决方案的主要组成部分。纳米材料的功能依赖于表面积与体积比，因为与周围介质的相互作用很大程度上取决于表面面积的大小和材料表面的性质。纳米二氧化钛因其在陶瓷、氢和一氧化碳气体传感器、催化和光催化应用（包括医药、环境清洁、消毒、水制氢、人工光合作用、太阳能电池薄膜应用以及自清洁/KJ/亲水性表面）等方面的潜力和应用而受到广泛关注。

【成果介绍】

Özlem Çağlar Duvarci等人在不使用任何模板或化学品的情况下，通过超声波处理乙醇-水混合物，水解异丙醇钛合成纳米介孔二氧化钛粉末晶体。将异丙醇-钛混合物滴加到置于超声波浴中的水-乙醇混合物中。将超声化学合成的粉末与采用德固赛P-25二氧化钛粉末制备的未经过超声处理的粉末的性能进行了比较。测定了相结构、晶粒尺寸、比表面积、粒度、粉末密度，并对烧结行为进行了分析。在25 °C条件下，以锐钛矿和板钛矿相的混合物为原料，采用超声波诱导水解法制备了纳米二氧化钛粉末（TiO2-U）。在70 °C条件下检测了未经超声处理制备的纳米二氧化钛粉末（TiO2-NoU）中的板钛矿相。两种粉末的锐钛矿-金红石相转变均在500-700 °C范围内完成。在25 °C下，TiO2-NoU和TiO2-U的平均晶粒尺寸分别为10 nm和5 nm。当煅烧温度从200 °C提高到500 °C时，TiO2-NoU的表面积从238减小到106 m2/g, TiO2-U的表面积从287减小到82 m2/g。采用LINSEIS的热膨胀仪L76测定了粉末在210兆帕的等静压下压实的致密化行为，升温速率为5 °C /min或10 °C /min，Z高可达1200 °C。氮气的吸附-解吸行为随煅烧温度的变化以及相应的孔径分布/体积的变化，与粉末合成和煅烧过程中紧密堆积的亚微米团聚体的形成有关。结果表明烧结行为受7-10 nm微晶和亚微米团聚体的控制。用不同方法和不同浓度掺杂剂制备的二氧化钛粉末的致密化行为的测定，对于更好地理解相/孔结构的演化是非常有用的，而相/孔结构的演化对许多应用都是至关重要的。

【图文导读】

图1 超声辐照法制备纳米二氧化钛工艺流程

图2 425 °C热处理的纳米二氧化钛（TiO2-U）（□）和德固赛P-25（◊）的pH值与ζ电位变化的关系

图3 TiO2-NoU在（a）25 °C、（b）70 °C、（c）100 °C、（d）250 °C、（e）300 °C、（f）400 °C、（g）500 °C、（h）600 °C、（k）700 °C和（l）800 °C下热处理的XRD图谱

图4 TiO2-U在（a）25 °C、（b）70 °C、（c）150 °C、（d）250 °C、（e）300 °C、（f）400 °C、（g）500 °C、（h）600 °C、（k）700 °C和（l）800 °C下热处理的XRD图谱

图5 （a）TiO2-NoU和（b）TiO2-U粉末中各晶相质量分数随温度的变化

图6温度对（a）TiO2-NoU和（b）TiO2-U粉末平均晶粒尺寸（ACS）和表面等效粒径（SAEPS）的影响

图7 TiO2-NoU二氧化钛粉末在200 °C（□）、300 °C（◊）、400 °C（Δ）和500 °C（×）加热的（a）N2吸附等温线和（b）BJH解吸的孔隙大小分布

图8 TiO2-U二氧化钛粉末在200 °C（□）、300 °C（◊）、400 °C（Δ）和500 °C（×）加热的（a）N2吸附等温线和（b）BJH解吸的孔隙大小分布

图9德固赛P-25（□）的（a）N2吸附等温线和（b）BJH解吸的孔隙大小分布

图10 (a) TiO2-NoU和(b) TiO2-U粉末的BET表面积的变化（□）和基于BJH解吸的孔隙大小（◊）与温度的关系

图11 TiO2-U中纳米二氧化钛密度的变化（◊）和金红石质量分数（□）与温度的关系

图12 （a）德固赛P-25、TiO2-NoU和TiO2-U在N2气氛下的TGA曲线，（b） TiO2-NoU和TiO2-U粉末在25℃干燥后的FTIR曲线

图13 DLS测量的（a）TiO2-U作为析出物、（b）TiO2-U-425、（c）德固赛P-25的粒径分布

图14 德固赛P-25、TiO2-NoU和TiO2-U在升温速率（a）5 °C/min和（b）10 °C/min时的收缩曲线

图15 德固赛P-25、TiO2-NoU和TiO2-U在升温速率（a）5 °C/min和（b）10 °C/min时收缩曲线的一阶导数

【结论】

在室温下经超声或未超声辐照水解异丙醇钛制备了纳米二氧化钛粉末晶体。超声辐照在水解过程中的应用有利于板钛矿相的形成，晶粒更小，比表面积/孔体积更大，孔径分布更窄。在500 °C热处理后得到纯锐钛矿相。TiO2-NoU和TiO2-U粉末锐钛矿转化金红石相的过程均在500-550 °C范围内开始，在800 °C条件下完成。TiO2-NoU和TiO2-U粉末呈介孔结构，具有较高的吸附能力。另一方面，工业德固赛P-25粉末具有大孔结构。热处理使孔隙尺寸分布变宽，孔隙体积减小，这可能与小孔隙的坍塌和大晶粒的形成有关，从而使孔隙结构变粗。FTIR分析证实了Ti(OH)4的存在，TGA分析检测了其在加热至200 °C时向TiO2的转化。TiO2-NoU粉末的总失重率比TiO2-U粉末高约5 wt.%。DLS粒度分析显示TiO2-U-425粉末中存在25 nm和109 nm颗粒(分别约为97.8%和2.2%)。纳米二氧化钛的膨胀收缩曲线表现为两级烧结行为，前者在500-850 °C范围内由微晶（7–10 nm）控制，后者由亚微米范围的团聚体控制。利用收缩曲线的一阶导数分析了粉末烧结过程中粉末的相结构演化，为钛纳米材料的表征提供了依据。