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纳米TiO2特有的物理化学性质和在诸多领域的应用前景,对其制备和应用的研究已经引起物理、化学和材料科学等领域研究者的广泛关注。本论文综合了液相法中各常用制备方法的优点,用水热晶化法低温制备出了晶粒度小、晶型可调的纳米TiO2,并通过XRD、IR、TEM等现代化的分析手段,研究了制备过程中胶体的形成条件、晶化温度、晶化时间、添加表面活性剂对产品的晶粒度和晶型的影响。 在制备过程中,溶胶的制备是制得纳米级TiO2粉体的关键一步。胶溶温度在40℃~80℃之间,用HCl和HNO3做胶溶剂,控制胶溶剂的[H+]在0.5mol/L~2mol/L之间,能形成稳定的溶胶,且胶粒带正电荷。 在水热晶化过程中,温度是影响产品性能的最主要的因素,根据XRD表征结果,低温有利于锐钛矿相的生成,而高温有利于金红石相的生成。晶粒大小随着时间的延长逐渐增大到一定值后保持不变,为了尽可能多的制得结晶度好的金红石型纳米TiO2,在180℃晶化时间要控制在8h。 通过TEM表征我们发现,添加表面活性剂可以显著提高产品的分散性。这是因为表面活性剂在胶粒表面的吸附首先阻碍了胶粒的相互碰撞,因而减少了无定形纳米TiO2颗粒的生成。其次,它限制了吸附 AI〕STRACT层内颗粒的生长,使得产品的颗粒减小;另外,表面活性剂在胶粒表面的吸附改变了胶粒的表面能,从而改变了生成锐钦矿相和金红石相的表观活化能。根据阴离子配位多面体生长基元模型,表面活性剂显著影响了晶粒生成和晶型的转化,最终改变了产品的结晶程度和金红石的含量。我们通过添加适当的表面活性剂r助己和LHX可以不经过焙烧,一步制得粒度大水为巧x30一30x100nm的单一金红石型纳米TIO:。