TiO2陶瓷纤维微观结构的TEM研究.docVIP

TiO2陶瓷纤维微观结构的TEM研究 摘要论文采用溶胶-凝胶法制备TiO2陶瓷纤维，利用X射线衍射(XRD)确定陶瓷纤维的晶体结构，利用透射电子显微镜(TEM)对样品进行微观结构表征。研究结果表明采用溶胶-凝胶法可以制得均匀致密的锐钛矿TiO2纤维。在热处理温度（200℃）下，掺杂有15%Si的TiO2纤维，其平均晶粒尺寸约为5.0 nm；而同条件下制备的不含Si的纤维，其平均晶粒尺寸约为9.6 nm。结果说明在纤维制备过程中掺杂适量的Si是有益的，热处理后的产物如SiO2，以及形成的Ti-O-Si键，可以抑制TiO2晶粒的长大，产生明显的细化晶粒的效果。晶化度高和粒径小的锐钛矿TiO2通常有利于提高水处理中的光催化效率。11440 关键词TiO2纤维Si掺杂 溶胶-凝胶法 TEM 结构表征 电子衍射 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleMicrostructural characterizing of TiO2 fibers by TEM Abstract Pure TiO2 and Si-doped TiO2 ceramic fibers were prepared by sol-gel method, respectively. The crystalline structure of the fibers were determined by X-ray diffraction (XRD), and their microstructure were characterized by using transmission electron microscopy (TEM). The results showed that uniform and dense Si-doped TiO2 fibers can be prepared by the sol-gel method. The grain size of 15% Si-doped TiO2 fibers was about 5.0 nanometers, which was nearly half of the pure TiO2 fibersrsquo; under heat treatment temperature of 200℃. It is revealed that doping of a certain amount of Si is beneficial to the ceramic fibers. After heat treatment, the products such as SiO2 and the Ti-O-Si bond can prohibit the growth of crystal grains and refine grains obviously. Grains with small size can increase the efficiency of photo-catalysis in water treatment. KeywordsTiO2 fibersSi dopingsol-gel methodTEMmicrostructureelectron diffraction 目次 1引言1 1.2TiO2陶瓷纤维的特点 TiO2纤维是一种具有多晶结构的氧化钛纤维，其光催化能力通常随着晶粒粒径的减小而增加，当粒径在10-100nm时可产生表面效应和量子效应，粒径在5-50nm时光催化能力最强[ ]。和其他氧化物纤维类似，TiO2纤维也可分为短纤维和连续纤维。短纤维或晶须的制备方法相对成熟，如溶胶-凝胶法、熔融法、压片法、浸渍法等。而长纤维的制备和研究尚处在起步阶段,仅见零星研究报道，而相对于短纤维，TiO2长纤维具有可编织性且回收利用率高,在光催化领域具有不可忽视的优势。 TiO2纤维具有很大的应用价值，可作为光催化剂、触媒和酶的载体、吸附材料、耐火隔热材料和优良的抗碱侵蚀材料。TiO2纤维具有催化活性高、易于回收和再生及可重复使用的优点，解决了纳米粉状TiO2光催化活性高而难于回收重复使用、处理效率偏低的矛盾。而且TiO2纤维光催化剂易于制备，批量生产技术成熟；该工艺流程简单，可在常温常压下进行，并且不会产生二次污染。 1.3TiO2纤维发展及应用 TiO2对有机污物进行光催化降解，最终使这些污染物生成无毒、无味的CO2、H2O及一些简单的无机物。而且同时因为光照诱导，TiO2表面氧桥脱落，形成氧缺陷，使得TiO2表面上表现出超亲水性，可以用于制备防雾膜、超亲水体涂料和防水玻璃等。二氧化钛不仅有强大的氧化分解能力，而且还有自身不分解、几乎可永久性地起作用以及可以利用阳光和荧光灯的光线等优点。