ATO包覆TiO2粉体的包覆机理研究.pdfVIP

2007钜 赣南 师范学院学报 №．6 第六期 Joumal of Gannan Normal University Dec．2Oo7 ATO包覆TiO2粉体的包覆机理研究 彭光怀，张小联，邱承洲 (赣南师范学院化学与生命科学学院，江西赣州 341000) 摘 要：采用Zeta电位测定手段研究了ATO(Sb掺杂SnO )包覆TiO 粉体的包覆机理，用XRD、TEN、XPS和 LCR数字电桥等对包覆粉体的物相、形态、表面元素组成及其导电性能测试分析加以佐证，并建立了相应的包覆模 型．结果表明，ATO包覆TiO：粉体的机理是色散吸引力和粒子问的静电力共同作用的结果，当pH=2时ATO与Ti()2 与Zeta电位产生的协同静电作用最佳，与XRD、TEM、XPS和LCR数字电桥等实验分析的结果相一致，由包覆模型计 算的单层最大包覆量15％的结论与试验的包覆粉体电阻率转折临界点吻合． 关键词：ATO包覆TiO2粉体；包覆机理；包覆模型 中图分类号：TQ013 文献标识码：A 文章编号：1004—8332(2007)06—0048—04 在航空、电子、汽车、建材、化工、催化、军事等领域得到了广泛应用的核——壳粒子包覆粉体作为一种新型 功能材料，备受国内外学者的关注与重视 J．其中研制具备良好的导电、耐酸碱、耐高温与抗氧化性能如以云 母粉、氧化锌、重晶石、石英粉、TiO 等为核体，ATO、ITO等为包覆壳层的无机导电粉体，是工作的重要方向之 ¨ 一 ，在这些研究中，以其包覆工艺、性能、物相等研究报道居多，而对其包覆机理研究鲜见报道．本工作运用 英国马尔文公司Mater3000HS型电位仪探讨了ATO包覆TiO 粉体的机理，通过XRD、TEM、XPS和LCR数字 电桥等对表面层的物相、形态、元素组成测试分析加以证明，并建立了相应的包覆模型，为进行相关包覆粉体研 究提供参考和理论基础． 1 实验部分 1．1 原料 TiO2：锐钛型(上海精细化工研究所，比表面积1 1．8 m ／g)，SbC1，、SnC1 ·5H O：CP级(上海试剂四厂)． 1．2 ATO包覆TiO，粉体的制备 制备方法见参考文献[9]． 1．3 ATO包覆TiO，粉体的测试表征 用英国马尔文公司Mater3000 HS型电位仪测试ATO、TiO 的Zeta电位；用日本理学D／max2200型全自动 x一射线衍射仪(CuKa射线，)L=0．154 05 nm)分析其晶相结构；用日本电子株式会社JEM 100CX—II型TEM测 试120％干燥样品；用英国Kratos公司Axis Ultra型光电子能谱仪测试粉体表面层的元素组成，Al靶单色化的x 射线源，功率为150 W；包覆TiO 粉体压在环氧树脂管中，铜板封口，在一定压力下，用LCR数字电桥测量并计 算其体积电阻率． 2 结果与讨论 2．1 ATO包覆TiO，粉体的机理探讨 ATO包覆TiO：形成粉体时属于不成键的粒子结合过程，胶体粒子之间产生作用的是范德华力，其本质可 分为用颗粒表面的Zeta电位来描述的静电作用力和粒子间的距离及粒子的变形性、电离势基本保持不变而产 生相对稳定的色散吸引力，其中，后者是主要作用力 引，因此，在此只讨论Zeta电位变化对ATO包覆TiO：过 程的影响．为了探讨水解包覆过程中ATO与TiO Zeta电位有利于结合的协同作用，本文对ATO和TiO 的Zeta 电位进行了测试，结果如图1． · 收稿日期：2007—06—27 基金项目：江西省教育厅重点实验室科技计划课题(2005—329) 作者简介：彭光怀(1974一) 男，江西大余人，赣南师范学院化学与牛命科学学院讲师，从事粉末导电材料与金属材料方面的研究、 第6期 彭光怀，张小联，邱承洲 ATO包覆TiO 粉体的包覆机理研究 49 从图1可得，当pH1．5时，r 方商TiO 的Zeta电位