高比表面积金红石TiO 2 的制备及其高温稳定性研究

发布时间：2021-09-18 06:31

　　金红石相作为TiO₂最稳定的晶型,因其具有较高的折射率、较低的热传导性和优异的催化性能等得到了广泛关注。但是比表面积小,高温易烧结,制备工艺复杂等因素限制了金红石TiO₂的实际应用。因此,探索高比表面积金红石TiO₂的低温制备方法,并提高其高温稳定性是目前金红石TiO₂的研究重点。本文采用低温水热法和低温均匀沉淀法制备金红石纳米TiO₂,并通过掺杂、复合等方式修饰TiO₂来提高其高温稳定性,最终合成了具有高比表面积和高温稳定性的TiO₂-SiO₂复合物,并考察了TiO₂-SiO₂复合材料在HCl催化氧化反应中的应用。采用低温水热法合成了Ce³⁺、Re⁷⁺、La³⁺、Zr⁴⁺和Co²⁺等掺杂的纳米TiO₂粉末,结果表明,掺杂样品的晶粒尺寸与金... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiO2的3种晶体形态示意图((a)

西安石油大学硕士学位论文2晶型TiO2不同的质量密度和电子能带结构。有研究发现，溶液中钛前体的几何形状会影响特定相的形成，因为它会影响八面体亚基组装成二氧化钛的方式。如在高PH（碱性）下，-OH的数量增加，增加了边缘共享的可能性，因此有利于锐钛矿的形成。在较低的PH值下，更多的水分子键合到Ti4+中心，有利于角共享和金红石相的形成[10]。与锐钛矿和板钛矿相比，金红石晶格小而紧密，具有较高的折射率、介电常数以及较好的催化活性[9]，因而具有更广泛的用途。(a)(b)(c)图1-1TiO2的3种晶体形态示意图((a)金红石型；(b)锐钛矿型；(c)板钛矿型)图1-2金红石TiO2晶胞图[11]1.2.2金红石二氧化钛的物理性质金红石TiO2为白色粉末状固体，为TiO2最稳定的晶型，不易溶于水，其主要物理性质如表1-1所示。表1-1金红石纳米TiO2的主要物理性质1.2.3金红石二氧化钛的化学性质金红石TiO2是一种偏酸性的两性氧化物，其化学性质稳定，一般情况下不与大多数密度(g/cm3)折射率介电常数熔点K沸点K标准比热容J/(mol·K)标准熵J/(mol·℃)4.2~4.32.7311421313200±30056.384-917.16

西安石油大学硕士学位论文2晶型TiO2不同的质量密度和电子能带结构。有研究发现，溶液中钛前体的几何形状会影响特定相的形成，因为它会影响八面体亚基组装成二氧化钛的方式。如在高PH（碱性）下，-OH的数量增加，增加了边缘共享的可能性，因此有利于锐钛矿的形成。在较低的PH值下，更多的水分子键合到Ti4+中心，有利于角共享和金红石相的形成[10]。与锐钛矿和板钛矿相比，金红石晶格小而紧密，具有较高的折射率、介电常数以及较好的催化活性[9]，因而具有更广泛的用途。(a)(b)(c)图1-1TiO2的3种晶体形态示意图((a)金红石型；(b)锐钛矿型；(c)板钛矿型)图1-2金红石TiO2晶胞图[11]1.2.2金红石二氧化钛的物理性质金红石TiO2为白色粉末状固体，为TiO2最稳定的晶型，不易溶于水，其主要物理性质如表1-1所示。表1-1金红石纳米TiO2的主要物理性质1.2.3金红石二氧化钛的化学性质金红石TiO2是一种偏酸性的两性氧化物，其化学性质稳定，一般情况下不与大多数密度(g/cm3)折射率介电常数熔点K沸点K标准比热容J/(mol·K)标准熵J/(mol·℃)4.2~4.32.7311421313200±30056.384-917.16

【参考文献】：
期刊论文
[1]钌基Deacon催化剂的研究进展[J]. 潘喜强,曾清湖,李玉洁,王瑞,高亚娜,李飞.  工业催化. 2016(07)
[2]水热法制备二氧化钛纳米管:形成机理、影响因素及应用[J]. 汪静茹,李文尧,姚宝殿.  材料导报. 2016(05)
[3]氯化氢催化氧化制氯气技术进展[J]. 张钧钧.  中国氯碱. 2013(05)
[4]二氧化钛催化剂晶型调控技术的研究进展[J]. 唐爱东,任艳萍.  中国粉体技术. 2010(03)

硕士论文
[1]稀土掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究[D]. 陈贝.中北大学 2018
[2]TiO2纳米晶及其复合结构的制备与表征[D]. 庄敏.浙江工业大学 2015
[3]纳米二氧化钛表面功能化制备及其应用[D]. 王吉.河北工业大学 2010
[4]低温液相合成金红石型TiO2纳米球[D]. 于静.河北师范大学 2004



本文编号：3399654