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TiO_2及其复合微球的制备与性能研究

王燕萍  
【摘要】: 结晶态纳米TiO_2微粒(球)因具有化学性质稳定、氧化能力强、无毒害、价格便宜、催化能力强及无二次污染等优点,在光电、光催化、废水处理、空气净化等方面广泛应用。溶胶-凝胶技术是比较经典的一种制备纳米TiO_2微球的方法,但其制备的TiO_2微球形貌不规则,尺寸分布宽,容易聚集,并且是无定形的。通常通过高温煅烧可以使无定形的TiO_2微球转变成锐钛矿相或金红石相,但煅烧时TiO_2微球会发生塌陷和聚集,破坏结构。所以制备具有晶型的分散性好的TiO_2纳米微球始终是人们追求的一个目标。 在本文中,我们首先用溶胶-凝胶法制备了尺度在百纳米左右的无定形TiO_2纳米微球,并通过水热方法的简单处理,使无定形纳米TiO_2微球转化成锐钛矿晶型纳米TiO_2微球,水热方法最大限度地保持纳米TiO_2微球的形貌及分散性,避免了高温分解,这对于TiO_2在催化、环保等方面的应用非常有利。接着我们在已有的工作基础上,在溶胶-凝胶过程中引入CdTe纳米粒子,制备了CdTe@TiO_2复合纳米微球,并研究了其荧光行为和荧光寿命,结果表明,这种复合材料有望应用于太阳能电池。最后,我们在无定形TiO_2纳米微球表面接枝双键,利用分散聚合方法制备了TiO_2@PS核壳微球,核壳结构不但更好地提高了TiO_2的稳定性和分散性,通过水热处理,我们还实现了TiO_2@PS核壳微球中TiO_2晶型的转变,合成了锐钛矿晶型的TiO_2@PS核壳微球,以期其在污水处理等方面有更好的应用。


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