钛酸丁酯高温裂解合成TiO2超细粒子粉末.pdfVIP

维普资讯 第 7卷 第 4期 无 机 材 科 学 报 vo1．7．No．4 1992年 l2月 JournalofInorganicM aterials D eC ．1992 钛 酸 丁酯 高 温裂解合成 TiOz超 细粒 子粉 末 胡黎 明 李 春 忠、 姚 光辉 陈敏 恒 — — (华幕花 院技术化学物理研究室) 擅 耍 利用Ti(OC4Ho)4膏叠气相 曩解反应合成 了TiO2超钿粒予糟 束，确立 了无定形、悦杖、盒虹石 三种 曩 式 的 Ti02粒子 的合成工 艺条 件 ，对 淀薯l物进 行 了XRD、 BET 、 TEM 、 x射筑 荧光光谱和 t光 光靛射 分析 ， 蕞挠地研 究 了反应 强度 、 反应 物初始谁 崖和俘 曾时 问对产翱 形 态、 晶体 组成 的影 响规 荐 ． 关键词：三皇 煞；些堂 塑壅壑 超知粒子；合成 扫 一 、 前 言 精细陶瓷的微观结构和力学、 电学等宏观性能在很大程度上决定于粉末原料的特性， 如粒子的大小、形状、化学组成和均匀度等．近年来，随着宇航技术、高强发动机、高强 或低温热交换及电子工业的发展，对陶瓷元件提出了高精度、高可靠性、多功能和小型化 的要求．为制备出高质量的陶瓷元件，其关键技术之一是超细、高纯和均匀的粉体制备技 术 ． TiO2超细粒子的合成方法有溶胶 -凝胶法、化学共沉淀法和 CVD法．溶胶 ·凝胶 法可制备各种组分 的氧化物陶瓷粉体，粉体具有较高的烧结活性．但是成本高，不易大量 生产．化学共沉淀法是一种最经济的制备氧化物粉体的方法，但是沉淀在洗涤、过滤和干 燥时易产生团聚． CVD法制备的 TiO。超细粒子具有如下特点： (1)粒度细，化学活性 高； (2)粒子呈球形．单分散性好； (3)凝聚粒子少；f44】可见光透过性好； (5)吸收紫外 线 以外的光能力强．因此可用作高级油漆、涂料和其它化工原料、催化剂和化装品等，且 该过程易于放大，实现连续生产，具有较好的工业化前景． 近二十年来，研究者们在实验室规模上对化学气相合成 TiO：超细粒子做了大量研究 工作． Suyaina和 Kato[Il利用TIC14-02体系的CVD反应合成了超细粒子，粒径范围为 50~200nm．但该法具有粒子表面阴离子污染严重、反应副产物腐蚀性大的缺点．Kamai[2_ 及 Okuyama[41分别利用钍酸异丙醋 (TTIP)的均相裂解反应： Ti(Oc3H7)=‘TiO2+4c3He+2H2O 藉 CVD过程合成出了 TiO2超细粒子，粒度范围为 10~100nm，粒子的纯度很高，且无腐 蚀性副产物生成，不失为制备高质量氧化物粒子的一种新工艺，但在上述操作条件下形成 的粒子为无定形 (少量为锐钛 )，粒度分布较宽，且产物粒子收集率较低． 本文以 Ti(OC4H。】4为源，于高温下合成了不同晶型的 TiO=超细粒子粉末，确定了 无定型、锐钍和金红石三种型式的 TiO2超细粒子的合成条件，研究了操作参数对粒子粒 1991年 9月 7 日收剜初 蔫 ． 12月 9 日崔 回． 高等 院校博 士 点专 项基 叠 蟹助 曝题 维普资讯 4期 胡 黎 明等 ：钍 酸 丁醋 高温 裂解 合 成 TiO 超 细粒 子粉 末 449 度及分布、密度与比表面积、组成与含量的影响规律． 二 、 实 验 技 术 1．工艺流程 工艺流程如图 1所示．反应器材料为石英或刚玉，外径 40ram，内径 36ram，加热段长 度为 300ram或600mm．氯气经纯化器纯化后分成三路：一路进入液态漏气化器携带Ti(OC )蒸汽，经套管喷嘴的内管进入主反应器；一路 N。直接经套