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纳米TiO<,2>是一种重要的无机功能材料,因其具有高光催化活性、良好的耐候性、耐腐蚀性,强紫外线屏蔽能力以及能产生奇特颜色效应等独特的性能,在废水处理、防晒护肤、涂料和汽车工业、传感器、功能陶瓷、光催化剂等诸多领域备受人们的关注。
纳米TiO<,2>的制备方法主要有气相法、液相法和固相法。本论文选用溶胶一凝胶法和冷冻干燥法制备纳米TiO<,2>,采用XRD、FG、DTA、TEM、SEM、IR、XPS、UV-vis等测试方法对合成的纳米材料进行表征和检测。采用Kissinger法计算了溶胶.凝胶法得到的纳米TiO<,2>的晶化激活能,计算得晶粒生长活化能在160~260kJ/mol,说明形核比较困难。冷冻干燥法得到的纳米TiO<,2>晶粒尺寸小,产物为无定形态,与溶胶一凝胶法制备得到的TiO<,2>相比具有更大的活性。
采用浸渍法和溶胶.凝胶法制得了晶粒尺寸在10~60nm的TiO<,2>基纳米材料(WO<,3>/TiO<,2>、V<,2>O<,5>/TiO<,2>、WO<,3>一V<,2>O<,5./TiO<,2>、CeO<,3>/TiO<,2>、Y<,2>O<,3>/TiO<,2>、SnO<,2>/TiO<,2>)。所合成纳米材料的晶粒尺寸随焙烧温度的升高而增大,不同的掺杂物种和掺杂量对晶粒尺寸和晶格常数的影响不同,当掺杂材料比主体材料的离子半径大时,主体材料的晶格常数总体呈增大趋势。
采用溶胶.凝胶法制得了晶粒尺寸为30nm的SnO<,2>/TiO<,2>纳米材料。SnO<,2>的掺入诱发了TiO<,2>的相变,考察了样品的电性能,结果表明:掺杂了少量的TiO<,2>后,SnO<,2>的导电能力有所提高,但掺杂量比较大时(如TiO<,2>;SnO<,2>=1:1)反而降低了SnO<,2>的导电性。SnO<,2>/TiO<,2>纳米材料比纯的SnO<,2>或TiO<,2>在催化、导电性能以及其他方面具有更广泛的应用前景。