水熱法TiO2納米晶的合成與形貌控制.pdf

1、本論文采用水熱法，在180℃溫度下反應(yīng)24h，填充度為68％。以水熱合成的鈦酸鈉納米管為前驅(qū)物，在酸性條件下合成了粒徑較小的金紅石相和銳鈦礦相TiO2，中性和弱堿性溶液條件下合成了長(zhǎng)葉片狀銳鈦礦相納米TiO2晶體，最大長(zhǎng)度達(dá)到2.5μm，寬度達(dá)250nm，強(qiáng)堿性條件下有少量長(zhǎng)葉片狀銳鈦礦相納米TiO2晶體生成，但有較多的未反應(yīng)的鈦酸鈉納米管。
　　 以經(jīng)過鹽酸溶液浸泡的鈦酸鈉納米管為前驅(qū)物，在中性及弱堿性條件下分別合成了長(zhǎng)約50

2、～100nm的棒狀及60～110nm的長(zhǎng)片狀銳鈦礦相TiO2，在強(qiáng)堿性條件下合成了長(zhǎng)約300～500nm的葉片狀銳鈦礦相TiO2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鈦酸鈉和鈦酸納米管在水熱條件的下的溶蝕速度和溶液的pH值有關(guān)，pH值越小溶蝕速度越快，晶體顆粒較小，反之溶蝕速度變慢，晶體尺度較大。
　　 以水熱法合成的鈦酸鈉纖維為前驅(qū)物，在強(qiáng)酸性條件下合成了顆粒狀的金紅石相和銳鈦礦相的TiO2混晶，在弱酸性條件下合成了具有自組織趨勢(shì)的銳鈦礦相納米TiO

3、2晶體纖維；在強(qiáng)堿性條件下，合成產(chǎn)物的晶相基本未變，仍為鈦酸鈉纖維結(jié)構(gòu)。
　　 以經(jīng)過鹽酸溶液浸泡的鈦酸鈉纖維為前驅(qū)物，合成了具有自組織趨勢(shì)的銳鈦礦相納米TiO2晶體纖維。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：鈦酸鈉和鈦酸纖維的水熱穩(wěn)定性與溶液中的pH值有關(guān)，當(dāng)溶液的pH值較小時(shí)(強(qiáng)酸性時(shí))，纖維的溶蝕速度較快，只能形成納米顆粒。在適度的pH值條件下，銳鈦礦相TiO2晶化速度快于纖維的溶蝕速度，使其能夠依附于纖維表面結(jié)晶，形成定向生長(zhǎng)的納米聚晶，保持了

4、纖維狀態(tài)，可以獲得準(zhǔn)單晶納米纖維。
　　 在強(qiáng)酸性溶液條件下，以TiC14為前驅(qū)物，合成了長(zhǎng)約50～200nm的柱狀金紅石相TiO2納米晶體。同樣反應(yīng)條件下，在TiCl4配制的水溶液中分別加入FeCl3·6H2O和NiCl2·6H2O時(shí)，均合成了長(zhǎng)約1～3μm的帶狀金紅石相TiO2納米纖維。分析認(rèn)為溶液中的Fe3+和Ni2+在｛101｝晶面的界面作用，抑制了｛110｝晶面的生長(zhǎng)速度，導(dǎo)致TiO2納米晶體在[001]一維方向的生長(zhǎng)