鈦系化合物的軟溶液合成與光電性能研究.pdf

1、我國(guó)的鈦資源豐富，儲(chǔ)量占世界首位，鈦的化合物及各類(lèi)鈦酸鹽在日常生活的各方各面都發(fā)揮著重要作用。研究鈦系化合物的合成及其相關(guān)性能，對(duì)于充分發(fā)揮我國(guó)礦產(chǎn)資源的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，具有重要的意義。 能源與環(huán)境成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，軟溶液合成技術(shù)作為一種對(duì)環(huán)境友好的合成工藝，適應(yīng)未來(lái)材料制備與發(fā)展的趨勢(shì)。本論文的主要工作就是采用軟溶液合成的工藝路線(xiàn)，在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際情況，靈活地運(yùn)用水熱與溶膠—凝

2、膠這兩種合成方法，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，有選擇性地合成了以鈦為主體的系列化合物，并研究了產(chǎn)物的光學(xué)及電學(xué)性能。 用溶膠輔助水熱法，合成了粒度在10nm左右、分散均勻的納米級(jí)二氧化鈦。由于使用了表面活性劑CTAB，使得這個(gè)結(jié)果可以在一個(gè)較寬的反應(yīng)條件范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因而符合生產(chǎn)實(shí)際的要求，為改進(jìn)高純二氧化鈦的生產(chǎn)工藝提供了參考。研究了產(chǎn)物的光學(xué)性能，在紫外光的激發(fā)下，所得產(chǎn)物具有較強(qiáng)的光催化能力。用水熱法，通過(guò)對(duì)Ti-O結(jié)構(gòu)進(jìn)行Zn摻雜的方

3、式合成出了層狀鈦酸 H2Ti2O5.H2O。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，Zn摻雜可以有效改善TiO2的性能，然而卻沒(méi)有討論具體的摻雜過(guò)程。本工作詳細(xì)地研究了各種合成條件，探討了水熱環(huán)境中Zn2+對(duì)Ti-O結(jié)構(gòu)的摻雜行為，在一定程度上推動(dòng)了對(duì)二氧化鈦的鋅及其它元素的摻雜研究。通過(guò)光催化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了層狀鈦酸H2Ti2O5.H2O所具有的優(yōu)良的光催化性能，加上其利于復(fù)合的層狀結(jié)構(gòu)，使之有可能成為光催化領(lǐng)域新的代表性材料。 用溶膠凝膠輔助水熱法