有机无机前驱体对气相燃烧合成二氧化钛影响.pdfVIP

第14卷专辑 中国粉体技术 Vd．14树 20嗯年6月 ChinaPowderScienceand June2008 Technology 有机无机前驱体对气相燃烧合成二氧化钛影响 刘 杰，王 云，王慧婷，胡彦杰，李春忠 (华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海2．00237) 摘要：分别以钛酸丁酯和四氯化钛为前驱体，利用自行设计的反应器气相燃烧合成制备出纳米二氧化钛颗粒。通过透射电 子显微镜、x射线衍射、氮物理吸附和染料罗丹明B的光催化脱色进一步研究了前驱体种类对颗粒尺寸、相组成和光催化活性 的影响。结果表明，在相同的合成条件下，有机前驱体所得粉体具有较大的比表面积和较高的锐钛矿相含量，却具有较低的 光催化活性。通过比较。认为以无机物为前驱体气相燃烧合成的纳米二氧化钛更加适合光催化领域的应用，并在一定程度上 促进了气相燃烧过程中颗粒生长机理的研究。 关键词：气相燃烧合成；二氧化钛；光催化活性 人们对二氧化钛光催化性能的研究可以追溯到 且所得粉体为酸性，还需要对粉体进行脱酸处理，工 艺非常麻烦。而采用有机物为前驱体，燃烧过程中 1972年rujishima和Honda首次证明了其对水的光 致氧化作用[1]1。近年来，随着世界范围内环境问题仅仅产生c02和H20等副产品，极好的解决了以上 的日益严重，人们迫切需要开发能够经济有效地利 问题，但所的粉体的性能还需要进一步的研究【8】。 用能源并具有不污染环境的材料。利用半导体光催 目前，火焰温度、进料浓度、外加磁场等参数对 化剂降解有毒有害的污染物正满足了这方面的需 于气相燃烧合成二氧化钛性能的研究已经比较成 求。其中纳米级Ti02由于具有合适的禁带宽度、较熟，但对前驱体种类影响的报道还比较少，并且存在 大比表面积、高的光化学稳定性、强的氧化还原能力 一定分歧[9]9。本文中在相同的火焰参数条件下分别 及无毒成本低等优点，而被广泛使用C2-：3】。 目前，很多方法已经被用于制备纳米二氧化钛 体气相燃烧合成了纳米二氧化钛，并通过透射电子 颗粒，其中最常见的方法是溶胶一凝胶法[5]和气相 显微镜、x射线衍射、氮物理吸附、紫外一可见吸收 燃烧合成[4l。溶胶一凝胶法所得到的颗粒一般为非 光谱和染料罗丹明B的光催化脱色进一步研究了 晶相需要后续的热处理来促进晶化，然而高的处理 前驱体种类对颗粒尺寸、相组成和光催化活性的影 温度往往会导致颗粒的团聚和尺寸的变化，这样就 响。 极大地影响了其光催化性能。气相燃烧合成是一种 1 实验 规模化、连续化、低消耗的制备方法，所制备的粉体 具有纯度高、分散性好、团聚小、表面活性大、后处理 1．1实验方法 工艺简单等优点，目前已经实现了大规模的工业化 气相燃烧反应装置如图1所示，分为传输系统、 生产[6-7】。迪高沙以TiCh为前驱体利用氢氧焰气 燃烧系统和收集系统3部分。rich(化学纯，上海凌 相燃烧合成的方法成功的制备出纳米二氧化钛(隗． P25)已经的被广泛的用于光催化领域。但是 gussa 药集团化学试剂有限公司)分NJJn热到80℃和270 以TiCh为前驱体也会带来很多问题，其中包括前驱℃，以氮气(O．6m3／h)为载气通过饱和蒸气压进入 体本身的腐蚀性以及副产品吼和HCl，这些将会导 反应烧嘴中心环，另有经净化的空气(2．4m3／h)和 致对设备的腐蚀以及需要额外的尾气吸收装置，并 氢气(工业级，妒(H2)≥98．0％，上海氯碱化工股份 有限公司，0．76m3／h