黑色二氧化鈦的制備及應用研究.pdf

1、二氧化鈦作為一種半導體材料，具有價格相對低廉，綠色環(huán)保，性能優(yōu)異等優(yōu)點，被廣泛應用于能源和環(huán)境領域。但是二氧化鈦的能級帶隙較寬，且導電性較差，這制約了二氧化鈦的推廣應用。在二氧化鈦中引入缺陷可造成晶格混亂，從而制備出具有核殼結構的黑色二氧化鈦，能有效地改善其電化學性能。傳統(tǒng)制備黑色二氧化鈦的方法是在高溫、高壓下氫化處理二氧化鈦，使得白色的二氧化鈦轉變?yōu)楹谏趸?。然而，這種氫化的方法由于具有很高的成本，不適宜大規(guī)模生產。因此，尋求一種

2、簡便、低成本的黑色二氧化鈦制備方法，對推廣二氧化鈦在能源環(huán)境領域的應用具有很大的意義。本論文通過溶劑法來進行黑色二氧化鈦的制備，大大降低了黑色二氧化鈦的制備成本。此外，我們實現(xiàn)了黑色二氧化鈦中三價鈦缺陷分布的可控調節(jié)，這使得我們可以針對特定的應用，通過調控，可以制備出相應的最優(yōu)三價鈦缺陷分布的黑色二氧化鈦。主要研究內容有以下三個部分:
　　(1)利用溶劑法進行黑色二氧化鈦的制備。通過簡易的一步水熱法合成了氟摻雜的黑色二氧化鈦。以鈦

3、酸四正丁酯為鈦源，正丙醇為溶劑，氫氟酸為表面活性劑制備了氟摻雜的黑色二氧化鈦。所制備的二氧化鈦具有經典黑色二氧化鈦的核殼結構，同時具有表面三價鈦和近表面三價鈦。
　　(2)調控黑色二氧化鈦中缺陷的分布。通過調控反應條件，實現(xiàn)了缺陷分布的可控調節(jié)。通過表面三價鈦和近表面三價鈦相對含量的調節(jié)，可根據(jù)具體的電化學應用的需要制備具有特定三價鈦含量分布的二氧化鈦，從而實現(xiàn)基于二氧化鈦的器件的性能的提高。
　　(3)黑色二氧化鈦在能源和