水热法制备纳米TiO_2及其在水相介质中分散性的研究.pdfVIP

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32 卷 3 期 州 化 学 Vol.32, No.3 2007 年9 月 Guangzhou Chemistry Sept., 2007 水热法制备纳米TiO2 及其在水相介质中分散性的研究 1 1* 2 1 龙海云 , 李芬芳 , 李景胜 , 贾国凤 (1. 中南大学 化学化工学院,湖南 长沙410083 2. 株洲化工集团,湖南 株洲412004) 摘 要:以硫酸法钛白粉生产工艺的中间体偏钛酸为原料,采用水热法制备了纳米TiO2 粉体。 研究了磷酸、硫酸、反应温度及反应时间对TiO2 粉体的晶型、粒径及形貌的影响,考察了其在 水相介质中的分散性。并借助 XRD、SEM 、动态激光粒度分析仪和动电位及静态激光粒度分析 仪对其进行了表征。 关键词:偏钛酸 水热法 纳米TiO2 分散性 表征 中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1009-220X(2007)03-0011-05 纳米科学是从上世纪90 年代开始兴起的一门新的学科,当物质达到纳米量级时就会发 [1-2] 生突变而表现出与一般常规材料不一样的特殊性质 。由于纳米粒子的比表面积剧增,其 表面活性大,造成物质团聚,从而形成难以分散的球团形式。因此,制备出能够在有机相或 水相中高度分散的纳米材料是当前研究的热点。TiO2 是目前世界上白度最好的颜料,广泛应 用于涂料、化妆品、造纸等领域。纳米TiO2 作为颜料时具有透明性,添加到汽车涂料中会 产生良好的变色效应;而用于化妆品时,具有优良的紫外线吸收效应。纳米 TiO2 还具有杀 [3-7] 、降解有机物的作用,在制备功能陶瓷和太阳能电池方面也得到了广泛的应用 。 水热法制备纳米粉体是研究纳米晶体生长机理的好方法,制备的纳米粉体不需要高温煅 [8- 11] 烧,有效地避开了粉体高温煅烧所造成的二次团聚,因而纳米粉体分散性较好 。本研究 以硫酸钛白粉生产工艺中间体偏钛酸为原料,采用水热法制备了纳米 TiO2 粉体,考察了酸 对水热法制备粉体的粒径和粉体在水相中分散性的影响。 1 实验部分 1.1 主要原料、试剂和仪器 偏钛酸(工业级,株洲永利化工股份公司)。盐酸、硫酸、硝酸、磷酸均为分析纯。 无机陶瓷膜分离器 (湖南恒辉环保实业有限公司)。水热反应釜 (山东威海祥盛化工机 械厂)。HS-3C 精密pH 计 (上海精密仪器有限公司)。BD-86 型X 射线衍射仪(日本理光公 司)。5600LU 型扫描电镜 (日本JEOL 电子公司)。MS2000 激光粒度分析仪(英国马尔文 公司)。Delsa 400SX 型动电位及粒度分析仪(美国Coulter 公司)。 收稿日期:2006-08-31 * 通讯联系人:李芬芳,女,博士,教授。lfflqq@mail.csu.edu.cn 基金项目:湖南省科技厅科技计划资助项目 (05JT1016) 作者简介:龙海云 (1980-),男,湖南道县人,硕士研究生,主要从 无机纳米材料的制备与应用研究。 12 州 化 学 32 卷 1.2 实验方法 采用先进的无机陶瓷膜分离器洗涤净化硫酸法钛白粉生产工艺的中间体偏钛酸,除去可 溶性盐,减压抽滤得到滤饼。分别称取20 g 洗涤过的偏钛酸,各加入50 mL 去离子水,打 浆搅拌均匀,加酸调节pH 值至 1,将浆液分别转移至 100 mL 反应釜 (内胆为聚四氟乙

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