半導(dǎo)體光催化基礎(chǔ) 第四章-納米二氧化鈦-預(yù)覽頁
【正文】 半導(dǎo)體微粒尺寸的減小 ， 粒子中包含的原子數(shù)目也相應(yīng)減少 ， 但表面原子所占的比例卻迅速增大 。 ? 例如，單個 TiO2納米粒子的中心與表面間的電位差僅約 mV。因此，碰撞幾率大大減少，熱損失可顯著降低并以熱動能形式提高電荷轉(zhuǎn)移速度，相應(yīng)地提高了能量轉(zhuǎn)換效率。 二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu) ? 二氧化鈦有無定型、銳鈦礦型（ Anatase）、金紅石型（ Rutilc）和板鈦礦型（ Brookite），在制備過程中可以通過溫度處理而發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。斜方晶系。 TiO2（ 110） 面的缺陷位 三種不同的氧缺位(Oxygen Vacancy)：晶格氧缺位，單橋氧缺位及雙橋氧缺位。 研究方法和手段： IR, TPD,XPS, TGDTA, LEIS 納米 TiO2的制備方法 ? 納米材料的制備方法，大體可劃分為兩大類，即物理方法和化學(xué)方法 。 一般是以含鈦的醇鹽（如 Ti(OBu)4）或其他無機鹽（如 TiOSO4）為前驅(qū)體，通過水解反應(yīng)制成溶膠（偏鈦酸），然后凝膠化，干燥后即得納米 TiO2粉體 . 制備方法 優(yōu)點 不足 溶膠 凝膠法 （ solgel） 粒徑小，分布窄，晶型為銳鈦礦型，純度高，熱穩(wěn)定性好 前驅(qū)體為鈦醇鹽，成本高 水熱合成法 晶粒完整，粒徑小，分布均勻，原料要求不高，成本相對較低 反應(yīng)條件為高溫、高壓，材質(zhì)要求高 化學(xué)氣相沉積法（ CVD） 粒徑小，分散性好，分布窄，化學(xué)活性高，可連續(xù)生產(chǎn) 技術(shù)和材質(zhì)要求高，工藝復(fù)雜，投資大 微乳液法 可有效控制 TiO2納米粉末的尺寸 易團聚 粉體納米 TiO2的制備 納米 TiO2的氣相制備方法 ? 氣相法的主要優(yōu)點是：純度高，分散性好，粒度分布窄，后處理簡單。 15 m2/g， ? 平均粒徑 21 nm， 90%的微粒分布于 938 nm 的范圍。對這兩個過程的控制很關(guān)鍵。 ? 酸的作用是：一方面加快水解，一方面延緩縮合，提供適宜的反應(yīng)環(huán)境。 納米晶 TiO2的表征 ? 簡要介紹表征納米 TiO2的晶體結(jié)構(gòu)及表面狀態(tài)的幾種常用的物理方法 。 銳鈦礦的 XRD標準圖譜 金紅石 XRD標準圖譜 由 XRD 圖譜還可以獲得哪些信息？ ? 在 A， R兩種晶相共存的體系中 ， A組分的百分含量可由下式算出： ? f=1/（ 1+（ IR/IA）） ? 式中 f樣品中 ATiO2的百分含量 ? IA， IR— 分別為 XRD譜中 ， A和 R的主峰強度 。 謝氏公式所表達的晶粒的平均直徑為 ? Dm=Kλ/β1/2COSθ ? Dm—微粒的平均直徑 （ nm） ? λ射線的波長 （ nm） ? β1/2—主強峰的半高寬 （ 以弧度表示 ） ? θ該峰對應(yīng)的衍射角 ? K常數(shù)
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