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TiO2纳米材料因其优异的物理化学特性,在光催化、高压绝缘材料改性等方面显示出了极大的应用潜力。研究发现纳米Ti02的改性作用与其形貌、尺寸和表面修饰状态密切相关。为此,本文通过控制合成反应参数,制备了尺寸可调的Ti02纳米颗粒、纳米棒和纳米管,并采用回流法和等离子体法对纳米颗粒进行表面修饰,分析研究了形貌和修饰状态对纳米Ti02陷阱态的影响规律。采用溶剂热法,以钛酸四丁酯为钛源,通过调控钛源与修饰剂油酸、油胺等的配比,制得了尺寸可调的Ti02纳米颗粒、纳米棒和纳米管。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分别表征产物的晶体结构与形貌。结果发现,所得产物均为结晶良好的锐钛矿相Ti02。纳米颗粒呈不规则球状,平均粒径分别为5nm,10 nm和15nm;纳米棒均沿[001]方向一维定向生长,长径比范围在3.1-11.5可调;纳米管沿[001]一维定向生长,外径7.5nm,壁厚2nm。以表面无任何修饰的15nm颗粒为修饰对象,采用回流法和等离子体法进行表面修饰,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和热重分析(TG)表征表面修饰状态。结果发现,回流法不同羧酸与钛离子以双齿配位连接,所得产物的表面修饰量为4.2-6.0%;等离子体法修饰产物表面未出现C=C和C=O基团,表明丙烯酸在等离子作用下发生断键重组,形成聚合物包覆层,延长修饰时间,修饰量越多,产物的表面修饰量在3.5-6.7%。采用X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(C-V)分别表征所得纳米Ti02表面缺陷的种类和浓度。结果发现Ti02中存在Ti3+缺陷态和表面OH。油酸修饰的5nm和10nm颗粒中Ti3+缺陷态浓度随着粒径的增大而减小,未作任何表面修饰的15nm纳米颗粒表面Ti3+缺陷态高于5nm和10nm颗粒;水解体系中所得纳米棒表面Ti3+缺陷态随长径比的增加而增加,无水体系所得纳米棒表面Ti3+缺陷态浓度低于水解体系;纳米管表面Ti3+缺陷态含量高达20%,OH含量25.3%;回流法修饰表面Ti3+缺陷态和OH量随修饰剂吸附量的增加而减小,油酸修饰起到了钝化缺陷态的作用,但等离子体处理会增大表面Ti3+缺陷态和表面OH量。通过控制二氧化钛纳米粒子的形貌、尺寸和表面修饰状态可以实现对其表面陷阱特性的调控,这将为二氧化钛纳米材料改性变压器油的实际应用提供指导。