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钛酸锆是一种重要的陶瓷材料，在微波介质陶瓷、催化、高温颜料等领域有广泛的应用。作为零维纳米粒子的一种，纳米空心球以其独特的内腔结构使得它在广阔的应用领域具有潜在的应用价值。如果能够合成具有空心结构的钛酸锆材料，必将大大提高材料的比表面积，从而很大程度地提高其催化能力。近年来，空心结构的钛酸锆的制备方法引起了人们极大的关注，进行了大量有益的探索。本课题以碳球为模板，采用体系简单，易于操作的水解反应合成了钛酸锆空心球，探讨了水解原料的浓度对产物的影响，并对产物作了各种表征。同时，本课题还对合成的钛酸锆空心球的光催化性能进行了研究。
1．合成ZrTiO<,4>空心球以ZrOCl<,2>·8H<,2>O和Ti(SO<,4>)<,2>为原料，碳球为模板，利用ZrOCl<,2>·8H<,2>O和Ti(SO<,4>)<,2>在水中水解聚合的原理，在碳球表面形成了钛锆复合物，煅烧除去模板碳球，即可制备出ZrTiO<,4>复合氧化物的空心球。本课题研究了不同Ti/Zr配比的原料液合成ZrTiO<,4>空心球的过程，利用XRD、TEM等测试手段对产物进行了表征。结果显示，ZrTiO<,4>空心球的形成依赖于锆盐与钛盐在水溶液中的水解聚合。而原料配比虽然对产品形貌影响不大，但对产品的纯度有很大影响，只有原料按反应化合比配比时，才可以得到纯的ZrTiO<,4>。
2．ZrTiO<,4>空心球的光催化性能研究以亚甲基蓝的光降解为模型，研究了ZrTiO<,4>空心球的光催化性能。通过测定不同光照时间的亚甲基蓝的紫外-可见吸收光谱，观测了在ZrTiO<,4>空心球的光催化下亚甲基蓝的降解程度，证明了所合成的ZrTiO<,4>空心球具有优越的光催化性能。
通过上述研究，我们认为，利用ZrOCl<,2>·8H<,2>O和Ti(SO<,4>)<,2>在水中水解聚合的原理，采用碳球为模板，可以制备出具有优良光催化性能的ZrTiO<,4>空心球，水解过程的原料配比对产物成分有重要的影响。我们期望上述研究结果，能够对今后合成高质量钛酸锆(ZrTiO<,4>)空心球的工作提供一些经验性的有益帮助。