高嶺土-TiO2納米復(fù)合材料的制備與光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、本研究選擇高嶺土為基底制備高嶺土／TiO2納米復(fù)合材料,對高嶺土／TiO2納米復(fù)合材料的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。在高嶺土基底表面構(gòu)筑二氧化鈦納米膜賦予了高嶺土新的物理化學(xué)特性。利用TEM、XRD、XPS、白度、亮度以及散射系數(shù)測試等多種手段對材料進(jìn)行了表征,系統(tǒng)考察了高嶺土／TiO2納米復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)、組成、成膜機(jī)理?，F(xiàn)將結(jié)果歸納如下:
　　 以煅燒高嶺土和TiCl4為原料,用化學(xué)沉積法制備出高嶺土／銳鈦型TiO2納米復(fù)合

2、材料。所制備的樣品分別經(jīng)過200℃、400℃以及900℃高溫煅燒1小時(shí)后,復(fù)合材料中高嶺土表面的TiO2納米顆粒皆為銳鈦型。高嶺土表面被單層TiO2納米顆粒均勻的包覆。高的焙燒溫度有利于形成晶型更好的銳鈦型TiO2納米顆粒。高嶺土／銳鈦型TiO2復(fù)合材料的光散射系數(shù)是高嶺土基底的兩倍。XPS分析表明TiO2包覆層通過Ti-O-Si和Ti-O-Al鍵連接在高嶺土表面。
　　 用液相沉積法,在體系中存在Sn4+,以煅燒高嶺土和TiC

3、l4為原料制備高嶺土／金紅石型TiO2復(fù)合材料。當(dāng)體系中存在Sn4+,所制備的高嶺土／TiO2復(fù)合材料在950℃下焙燒4小時(shí)后,高嶺土表面的TiO2納米顆粒為金紅石型。Sn4+的存在促進(jìn)TiO2從銳鈦型向金紅石晶型轉(zhuǎn)變。以此同時(shí),Sn4+有利于形成顆粒更小的金紅石型TiO2顆粒,從而形成致密均勻的金紅石型TiO2包覆層。XPS分析表明Sn4+以Sn-O-Si和Sn—O—Al鍵結(jié)合在高嶺土表面,金紅石TiO2包覆層通過Ti—O—Si鍵和T

4、i-O-Sn鍵連接在經(jīng)Sn4+處理過的高嶺土表面。高嶺土／金紅石型TiO2復(fù)合材料的光散射指數(shù)較高嶺土顯著提高。
　　 以高嶺土／銳鈦型TiO2復(fù)合粉體作為基底,以偏鈦酸(H2TiO3)為鈦源,分別用直接沉淀法、水熱法和回流法制備出TiO2含量更高、光學(xué)性能更好的復(fù)合材料。三種試驗(yàn)方法制備的復(fù)合材料中納米TiO2顆粒皆為銳鈦型。由SEM譜圖可見,在基底表面獲得均勻的島狀TiO2薄膜。用直接沉淀法合成的復(fù)合材料中的TiO2含量最大