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毕业设计英文资料翻译 题 目 可控形状尺寸相生长的介 孔单晶TiO2，及高效的光催化性能 专 业 名 称 材料化学 班 级 学 号 学 生 姓 名 林锦丽 指 导 教 师 陈德志 填 表 日 期 2014年 02月 23 日 可控形状尺寸相生长的介孔单晶TiO2，及高效的光催化性能 Xiaoli Zheng, Qin Kuang, Keyou Yan, Yongcai Qiu, Jianhuang Qiu, and Shihe Yang* Department of Chemistry, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong 摘要：这项研究里，通过简单的二氧化硅模板水热法控制不同晶体形态的形状，我们成功制备出金红石型和锐钛矿型介孔二氧化钛单晶。一个简单的模板晶体生长过程被提出，其中涉及到在模板里多晶的成核和定向的生长，晶体的生长通过硅模板准确的逆复制。一系列的介孔单晶结构，包括尺寸可调的金红石介孔二氧化钛纳米棒和｛ 最近，合成介孔单晶硅二氧化钛已经通过硅模板合成和水热法被实现。有趣的是，水热法产生的锐钛矿介孔二氧化钛单晶有界限清楚地晶面，实现加强载流子相对于二氧化硅纳米颗粒薄膜的迁移率，和锐钛矿二氧化钛相比，金红石二氧化钛具有些传统的优点，包括更好的化学稳定性，更高的折射率和更大的嵌锂容量。然而，没有关于用容易控制的方法制备有清晰晶面的制备锐钛矿型介孔单晶TiO2的报道。因此，有必要扩展模板的方法合成这类的介孔单晶。更一般的，明白模板方法背后的机理是很重要的，简单来讲，就是把模板当做反应的媒介，一些重要的问题被提出来：模板里和溶液里反应过程有什么不同？纳米晶体的形状，尺寸和相控制可以在溶液为反应媒介的体系里实现吗？ 目前研究主要瞄准从事的问题和喜好。朝着这个方向，通过简单的硅模板水热法我们成功制备多种形态的可控形状的R-MSCs和A-MSCs。发现TiO2形态，尺寸和相可以通过不同的外部条件进行调控，例如氢卤酸和种子密度，和温度。一系列的有趣的介孔单晶结构，包括可以改变尺寸的金红石型介孔单晶TiO2纳米棒和｛001｝晶面的锐钛矿型介孔单晶TiO2纳米片，已经被合成出来，也证明我们的方法用途广泛。我们知道，这是第一篇关于制备R-MSCs和A-MSCs时改变形状，尺寸和相的报道。为了证明TiO2 MSCs的应用价值，进行光催化性能测试。结果是由于TiO2 MSCs单晶结构，暴露的活性晶面和三维的介孔结构，它表现出良好的光催化性能。 实验部分 制备已播种的硅模板 根据文献的步骤稍作修改制备已播种的硅模板。首先，合成50nm以下的硅球体。室温，往三口烧瓶中加入10.6ml的H2O(18.2MΩ,超导水)，6ml的氨水(28%，VWR，International S.A.S)和250ml的乙醇(≧99%，Merck)，接着，快速加入33ml的四乙氧基硅烷(98%，Aldrich)，混合搅拌24小时。然后产品用7000r.p.m离心分离1小时。收集半透明固体，在500℃里烧结30分钟(升温时间150分钟)。 硅模板用四氯化钛(TiCl4,≧99%)水溶液(0.03mM至15mM)播种，水溶液(0.03mM至15mM)用2M的TiCl4原溶液稀释制备。5g已烧结的硅模板加到30ml的TiCl4水溶液，70℃播种1个小时。然后用1升去离子水冲洗模板，在500℃重新烧结30分钟(升温时间150分钟)。 合成R-MSCs和A-MSCs TiO2 MSCs用硅模板水热法合成，在聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压斧中加入14ml的去离子水和14ml的浓盐酸(HCl,37%,VWR International S.A.S),搅拌10分钟。再加入0.4ml钛酸正丁酯(TBOT，97%，Aldrich)，溶液在室温下搅拌10分钟后，往反应釜里加入360mg的已播种的硅模板，然后，密封容器在150-200℃下烘箱里加热12小时。接着，容器自然冷却至室温，收集容器底部的固体粒子。然后固体粒子用大量水洗，抽滤。最后硅模板被移除，用2M的NaOH溶液在80℃下刻蚀1小时。剩余的TiO2产品进行离心分离，多次用水和乙醇冲洗。A-MSCs大部分暴露的｛001｝面是通过在HCl水溶液里加入0.05M的HF(HF,50%，Aldrich)生成的。接下来的步骤和制备R-MSCs一样。在控制实验