热处理过程对纳米TiO2结构和性能的影响

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1826-1831.

热处理过程对纳米TiO2结构和性能的影响

朱灵峰 ^1, , 郝丹迪 ^2, , 吴洁琰 ^3, , 高如琴 ^4,

1.华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州,450045

2.华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州,450045

3.华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州,450045

4.华北水利水电大学环境与市政工程学院,郑州,450045

基金项目: 国家自然科学基金(50708037) 郑州市科技攻关项目(141PPTGG388)

关键词：溶胶-凝胶法 , TiO2 , 热处理温度 , 光催化

Effect of Heat Treatment Process on the Structure and Property of Nano-TiO2

Keywords： sol-gel method , titanium dioxide , heat treatment temperature , photocatalysis

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,结合TG-DTA,XRD,TEM等分析了不同热处理温度对纳米TiO2的晶型结构、晶粒粒径及微观形貌的影响.以甲基橙溶液为目标降解物,探讨了热处理温度对纳米TiO2光催化活性影响.利用Eastman的粒子生长理论对晶粒生长的动力学过程进行初步分析.研究表明:随着热处理温度升高,TiO2粒径逐渐从11.2 nm增大到78.6 nm;热处理温度为450～ 550℃时,纳米TiO2晶粒以锐钛矿为主,温度升至650℃时,出现了锐钛矿和金红石的混合相(质量比A∶R =9∶1),此时晶粒对甲基橙的降解率达到97.75％.而煅烧温度高于850℃后,TiO2几乎完全为金红石相,光催化活性显著下降.50％锐钛矿型TiO2转变金红石型TiO2的温度约为730℃,锐钛矿和金红石相晶粒表观活化能分别18.15 kJ/mol和42.56 kJ/mol;晶粒生长最快温度分别为546℃和1280℃.

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