块状TiO2气凝胶的制备及其表征.pdf

、’01．22 高等学校化学学报 NO．11 ：J 0 1年11月 CHEMICAL OFCHINESEUN[VERSlI IES 1 916～：”18 JOURNAL ：研究简报] 块状TiO：气凝胶的制备及其表征 陈龙武甘礼华徐予颉 (同济大学化学系．上海200092) 关键词块状气凝胶；T，()。；制备；溶腔一凝腔法；超临界干燥 l 中图分类号0648 文献标识码A 文章编号 随着以溶胶凝胶法和超临界干燥技术为基础的气凝胶制备方法的逐步完善，已不断制备出多种 气凝胶o。1由于TiO：具有半导体特性，它常被作为光催化剂而受到重视，但是T[O。气凝胶的结构强 度远比SiO!气凝胶小，在制备过程中极易碎裂粉化，所以至今未见制备块状TiO。气凝胶的报道． I)agan等B一曾用异钛酸丁酯为母体制得TiO。气凝胶，并发现水杨酸在TiO。气凝胶存在下的光解速率 是一般TiO，粉末的10倍，但获得的仅为TiO：气凝胶粉末．张敬畅等01以无机盐为原料，采用溶胶凝 胶法结合超临界干燥技术制备了纳米级TiO：气凝胶，也未能得到块状TiO。气凝胶材料． 段对所获得的气凝胶进行r结构丧征． 1实验部分 1 t TiO?气凝胶的制备正钛酸丁酯(含量大于98％)、乙醇和硝酸为分析纯试剂，水为三次蒸馏水． 醇凝胶的制备：将jE钛酸T酯与乙醇按一定物质的量比混合均匀，得到溶液1，水和硝酸与另一 半用量的乙醇混合均匀，得到溶液2，在强烈搅拌下将溶液2缓慢滴)3[1111溶液1中，继续搅拌数分钟。 然后将混合液转移到密闭容器中，置于40C水浴中凝胶化，并陈化7d以上，再放入无水乙醇中浸泡 24h，每隔6h替换1次无水乙醇，得到Ti02醇凝胶． 超临界干燥：参考文献[6]方法将醇凝胶置于超临界干燥器中，先用液态CO。进行溶剂替换，再在 CO：f|缶界温度和f临界压力条件下使凝胶干燥，获得TiO：气凝胶． 1．2 TiO?气凝胶的性质测试和表征将所得气凝胶样品切成规则的形状，测量其体积和质量，并计 算出密度；用透射电镜(TEM)观测粒子的形状和大小，根据所摄照片，用统计方法求出粒子的平均直 I型x射线衍射 径；用扫描电镜(SEM)观测气凝胶的微孔结构、网络状况及孔径分布；采用DMAX 仪(CuKa，V一40 kV)测定XRD谱，确定样品的物相．样品的比表面在BET自动吸附仪 (Micromcwics FlowsorbⅡ2300)上测定，脱气温度200C，载气体积组成为N：30．2％，He69．8％．呆 用ASAP2000自动吸附仪，N。为吸附质．在液氮温度下吸附，200c下进行脱附．测定样品的吸脱附 曲线，并以此得到样品的孔分布曲线{用NicoletDXV一5．07傅里叶变换红外光谱仪，以压片法测定气 凝胶样品的IR谱， 2结果与讨论 2．1 块状TiO。气凝胶的形成钛酸丁酯作为母体在溶胶一凝胶过程中发生水解和缩聚反应，最终生 成“钛氧键；Ti一0Ti；为主的聚合物，并形成具有空问网络结构的醇凝胶．凝胶的结构和性质在 很大程度上决定了其后的干燥和致密过程，并最终决定材料的性能． 当正钛酸丁酯中的OqH。基团水解不完全时会发生线性聚合，所得凝胶网络交联程度较低，结 0925． 收稿日期：2000 基叠项目：国家自然科学基金(批准号贸助 9 c。m 联累人简介：陈龙武(139年山牛)．男．教授．博士生导l『l|i．主要从事腔体与界面化学研究．Email：chenlwsh@yahoo 万方数据万方数据 陈龙武等：块状TiO!气凝胶的帝j备