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纳米Ti02的性质、制备及表征方法目录1二氧化钛简介2纳米Ti02综述3纳米Ti02薄膜的制备4纳米Ti02薄膜的表征1.1二氧化钛简介二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，Ti02有3种晶型，即板钛矿、锐钛矿和金红石，不同的晶型具有不同的特性，晶粒的大小及晶型结构决定其性能的应用，其中以锐钛矿和金红石晶型的应用最为广泛。。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。1.2Ti02的晶体结构•Ti02是一种多晶型化合物，分子量为79.90。•自然界存在有三种结晶结构：金红石相、锐钛矿相和板钛矿相。这些晶体结构都是由八面体组成的，主要区别是八面体结构内部扭曲结合方式的不同。2．1纳米Ti02性质2.1.1纳米Ti02的一般性质1表面与界面效应2小尺寸效应3量子尺寸效应4宏观隧道效应2.1.2纳米Ti02的特殊性质1光学特性a)吸收带的移动现象b)量子限域效应c)光致发光d)紫外宽频吸收2光催化效应2.2纳米氧化钛制备方法物理气相沉积法主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。溶胶．凝胶法利用金属醇盐的分解或聚合反应制备金属氧化物或金属氢氧化物的均匀溶胶，再浓缩成透明凝胶，凝胶经干燥和热处理后可得到所需氧化物陶瓷粉体。化学气相沉积法CVD法是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基片，借助气相作用和在基片表面上的化学反应生成固体薄膜。喷雾热分解法电沉积法电沉积法是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程，主要有阳极氧化法和电泳法。2.3纳米Ti02薄膜的应用1光学上的应用研究表明：纳米Ti02经过表面化学修饰后，如经硬脂酸修饰的Ti02纳米粒子，粒子周围的介质可强烈地影响其光学性质，室温下即可观察到很强的光致发光。2材料上的应用纳米Ti02有很大的比表面积，杂质在晶界的浓度大大降低，在总浓度相同的情况下，界面部分杂质浓度仅为通常晶态材料的万分之一，而晶界纯度的提高和晶粒的减小，可以提高陶瓷材料的反应活性，降低烧结温度。3环境科学上的应用在紫外光照射下Ti02水体可使难降解有机化合物降解。该方法工艺简单，成本低，催化氧化能力强，可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物，无二次污染。2.4纳米Ti02的光催化原理--锐钛矿Ti02的禁带宽度为3．2eV，当它吸收了波长小于或等于387．5nm的光子后，价带中的电子就会被激发到导带，在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化或还原反应，或者被表面晶格缺陷捕获，也可能直接复合。--光生电子e-具有强还原性，光致空穴h+具有很强的得电子能力，因而可夺取半导体表面吸附物质或溶剂的电子，使其被氧化成氧化性很高的OH自由基，活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为C02和H20等无机物。2.5空穴和电子在半导体Ti02催化剂粒子内部或表面光催化氧化反应机理图Ti02晶相温度溶液pH纳米Ti02投加量光源2.6影响Ti02光催化活性的因素2.7提高Ti02光催化活性的方法2贵金属沉积3半导体复合4金属离子掺杂5非金属掺杂1表面光敏化2．8光催化性能的研究方法罗丹明B(RhodamineB)，也称碱性玫瑰精、玫瑰红属于碱性醌类染料，为深紫红色粉末，分子式C28H3lCIN203。易溶于水、醇和丙醇，不溶于苯和甲苯。在质量浓度为0-20mg／L之间吸收光度与其浓度保持良好的线性关系，可用于光催化反应的评价。1最大吸收波长的测定2光催化降解效果分析方法罗丹明B水溶液置于光催化反应装置中作为待处理液，纳米Ti02薄膜完全浸在其中，每隔一定时间取罗丹明B溶液测定其在最大吸收波长处的吸光度A。根据标准工作曲线可以用计算罗丹明B在520nm处的降解率aAo—光照前罗丹明B溶液的吸光度；Af一光照时间为t时罗丹明B溶液的吸光度。3纳米Ti02薄膜的制备工艺过程1基底的预处理2前驱体溶胶的制备3纳米Ti02薄膜的制备3.1纳米Ti02薄膜制备工艺流程图3．2纳米Ti02薄膜制备中的影响因素纳米Ti02薄膜制备中的影响因素A原料各组分比例的影响B加水方式的影晌C水解抑制剂的影响D热处理温度的影响E涂膜次数的影响F凝胶时间的影响G转速的影响3.3影响纳米Ti02薄膜光催化活性的因素124水解抑制剂的影响涂膜次数的影响有无紫外光源的影响罗丹明B溶液初始浓度的影响4纳米Ti02薄膜的表征方法纳米Ti02薄膜x．射线衍射分析(XRD)紫外．可见光谱仪(UV／vis)纳米Ti02薄膜的原子力显微镜测试