NaLaTi2O6與La(OH)3納米材料的水熱合成與性能探索研究.pdf

1、鑭系化合物由于其獨特的4f電子軌道而表現(xiàn)出優(yōu)異的光、電、磁及化學(xué)特性。其中NaLaTi2O6與La(OH)3作為鑭系鈦酸鹽和鑭系氫氧化物，本論文主要研究了NaLaTi2O6與La(OH)3的水熱合成工藝及性能探索。
　　以硝酸鑭為鑭源，硫酸鈦或鈦酸丁酯為鈦源，氫氧化鈉或二乙烯三胺(DETA)為堿源，水熱合成NaLaTi2O6、La(OH)3及NaLaTi2O6-La(OH)3復(fù)合物。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SE

2、M)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)等手段對產(chǎn)物進(jìn)行了表征與測試。結(jié)果表明:
　　以硫酸鈦為鈦源合成NaLaTi2O6，在水熱溫度為200℃，反應(yīng)時間為24h的工藝條件下合成了純相NaLaTi2O6，發(fā)現(xiàn)溶劑極性對NaLaTi2O6的形貌有非常重要的影響，隨著溶劑極性的降低，NaLaTi2O6形貌經(jīng)歷了納米片-球狀-塊體-絲狀的變化。其中納米片狀形貌NaLaTi2O6的光催化性能較好，紫外光照射60

3、min其對亞甲基藍(lán)的降解率為82.4％。以鈦酸丁酯為鈦源合成NaLaTi2O6，經(jīng)過水熱反應(yīng)及800℃的熱處理工藝合成了納米顆粒狀的純相NaLaTi2O6。當(dāng)前驅(qū)液中NaOH濃度為1.5 mol/L時所得NaLaTi2O6的光催化性能最好，紫外光照射60 min其對亞甲基藍(lán)的降解率為80.5％。
　　對NaLaTi2O6的電化學(xué)性能進(jìn)行探索研究，發(fā)現(xiàn)其擁有良好的倍率與循環(huán)性能。在電流密度從20 mA/g增加到400 mA/g的過程

4、中，NaLaTi2O6的比容量下降緩慢（在20 mA/g和40 mA/g的電流密度下，其對應(yīng)放電比容量分別為125 mAh/g和92 mAh/g），當(dāng)電流密度重新回到20 mA/g時，NaLaTi2O6放電比容量迅速恢復(fù)到了122 mAh/g，容量保持率可達(dá)97.6％。另外，在100 mA/g的電流密度下，隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加，NaLaTi2O6的比容量出現(xiàn)了穩(wěn)步增長的趨勢，到第750次循環(huán)時其放電比容量達(dá)到了最大值180 mAh/

5、g并且一直保持到了第950次循環(huán)。經(jīng)過1000次的充放電循環(huán)后其容量為165 mAh/g。
　　以硝酸鑭為鑭源，氫氧化鈉或二乙烯三胺(DETA)為堿源，水熱溫度為200℃反應(yīng)時間為2～24 h的工藝條件下均得到了純相的La(OH)3。對La(OH)3的光催化性能進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)以NaOH為堿源，水熱時間為12 h合成的La(OH)3納米棒光催化性能最好，紫外光照射60 min其對羅丹明B的降解率可達(dá)80％。用Ag對La(OH)3進(jìn)行

6、修飾，可提高La(OH)3在可見光下的光催化性能。當(dāng)Ag的負(fù)載量為4wt％時，可見光照射6h其對羅丹明B的降解率可達(dá)83％。
　　以硝酸鑭為鑭源，硫酸鈦為鈦源，水熱溫度200℃，反應(yīng)時間24 h的工藝條件下成功合成出了NaLaTi2O6-La(OH)3復(fù)合物，其表現(xiàn)出了比NaLaTi2O6與La(OH)3更高的光催化性能，紫外光照射60 min其對亞甲基藍(lán)的降解率可達(dá)89.6％。改變?nèi)軇O性，對NaLaTi2O6-La(OH)3的