TiO2纳米花的制备及其生长机理研究.pdfVIP

第 45 卷 第 8 期 化 工 技 术 与 开 发 Vol.45 No.8 2016 年 8 月 Technology Development of Chemical Industry Aug.2016 TiO2 纳米花的制备及其生长机理研究 党威武 （陕西国防工业职业技术学院机械工程学院，陕西 西安 710300 ） 摘 要： 利用水热法在导电玻璃基底上制备出TiO 纳米花，反应温度和保温时间分别为160℃和12h。表征结果显 2 示，TiO2纳米花是一种典型的金红石型结构，由一束底端聚集在一起的纳米棒形成。进一步实验发现，随着温度和时 间的增加，将在导电玻璃表面形成定向生长的TiO 纳米棒。同时，分析讨论了TiO 纳米花的生长机理，为进一步推进 2 2 TiO2纳米材料的可控制备提供研究基础。 关键词：TiO2 ；纳米花；生长 中图分类号：TQ 134.1 文献标识码：A　　 文章编号：1671-9905(2016)08-0009-03 二氧化钛（TiO2 ）是一种典型 n 型优良半导体 靠实验研究基础。 氧化物，也是目前被广泛研究的半导体材料，具有成 1 实验部分 本低廉、无毒无害、生物相容性和物化性能良好、带 隙宽等特点，可应用于光催化、气体传感器、电子器 1.1　试剂与仪器 件及杀菌消毒等领域 [1-5] ，是备受青睐的纳米材料。 试剂：钛酸丁酯（TNBT ）、浓盐酸、去离子水、 为了更大层面上推广 TiO2 应用，TiO2 纳米材料 NaCl、FTO 导电玻璃（SnO2 ∶F，方阻 15Ω）。 的可控制备，即通过可靠的实验方法，合成形貌可控 仪器：电热恒温鼓风干燥箱、磁力搅拌器、超声 的 TiO 纳米结构材料尤显重要。随着 TiO 纳米材 2 2 波清洗器、高压反应釜、X 射线衍射仪（XRD）、环境 料研究的不断深入，科研工作者对实现 TiO2 纳米材 扫描电子显微镜（SEM）。 料各种结构的可控制备及其应用的研究开发，做了 [6-8] 1.2　TiO2 纳米花的合成 大量的研究工作 。 目前， TiO 纳米材料的制备方法主要有气相法 浓盐酸、NaCl 饱和溶液及去离子水按一定体积 2 和液相法两种，其中，气相法因为设备昂贵，实验过 比混合，搅拌均匀后，向混合溶液中加入 TNBT，再 程要求严格，实验稳定性差，重复性低等因素，其推 次搅拌至均匀状态。将混合溶液倒入放有 FTO 导 广受到一定限制。液相法种类繁多，实验过程有溶 电玻璃的不锈钢反应釜（内衬为聚四氟乙烯）中，体 液介入。水热法作为一种要求相对简单的液相实验 积约占内衬总容积的 80%。随后将密闭的反应釜置 方法，因其设备、原料及反应条件（温度、时间等）要 于鼓风干燥箱中，温度为 160℃，时间为 12h。待反 求简单，成本相对较低，并且，通过调控反应时间、反