納米tio2制備探究

1、納米tio2制備探究x射線衍射儀表征分析圖1是不同溫度熱處理下純t i 0 2的衍射圖.從圖 可以看出，t i 0 2金紅石結(jié)構(gòu)衍射峰隨著溫度的升高強(qiáng)度 減小，而銳鈦礦結(jié)構(gòu)的衍射峰則隨著溫度的升高而強(qiáng)度增 強(qiáng)，但兩相始終共存.圖2是不同溫度熱處理下f e-t i 0 2的衍射圖像.摻雜了 f e后的t i 0 2在溫度6 5 0 °c 時(shí)幾乎僅有金紅石結(jié)構(gòu)，這說明fe 3+的摻入改變了其結(jié) 晶度，影響晶體的生長(zhǎng)，促進(jìn)t i 0 2由銳鈦礦向金紅石 7、板鈦礦和無定形態(tài)的轉(zhuǎn)變.在圖中還觀察到極微弱 的f e 2 0 3的衍射峰，其可能的原因是f e 3 +和t i 4 +具有相近的離子

2、半徑，所以f e 3 +有可能均勻分散于 t i 0 2晶格中，不形成f e 2 0 3；也有可能是f e 3 + 摻雜量太少，由于t i 0 2衍射峰的寬化掩蓋了極弱的f e 2 0 3衍射峰8 （ a表示銳鈦礦的衍射峰，r為金紅石 結(jié)構(gòu)衍射峰）.掃描電鏡表征分析圖3和圖4分別為純t i 02和fet i 02的s em從圖中可以看出，純t i 0 2的形貌為單個(gè)球形顆粒， 球半徑在2 0 04 0 0 nm左右.摻鐵后的t i 0 2的形 貌仍然為單個(gè)球形顆粒，這說明摻鐵并沒有對(duì)t i 0 2的形 貌產(chǎn)生影響，并且球半徑在4 01 0 0 nm左右，這是由 于fe3+離子半徑(0 . 0

3、6 4 5 nm)與?。?4+離 子半徑(0 . 0 6 8 n m )相近，f e 3 +離子在t i 0 2 中的摻雜為同晶取代9,使得t i 0 2銳鈦礦的晶形生 長(zhǎng)受到抑制，同時(shí)t i 0 2的粒徑大幅度減小，鐵與t i 0 2顆粒表面相接觸會(huì)有效防止t i 0 2光催化過程中電子 與空穴的復(fù)合，從而提高t i 0 2本身的光催化能力.紫外一可見分光光度計(jì)表征分析圖5是在室溫下攪拌，3 5 °c恒溫下干燥，6 5 0 °c 下燒結(jié)的純t i 0 2粉末與f e -t i 0 2粉末中的紫外 可見光分光光度吸收曲線圖.其中曲線b f中fe與t i 0 2的摩爾量比分別

4、分別為1. 0%至9. 0%.由圖可 見，純t i 0 2在300 n m以外的范圍內(nèi)已沒有吸收峰， 如圖5 a曲線所示.fetio2在360400nm 范圍內(nèi)出現(xiàn)最大吸收峰，如圖5 d曲線所示.由圖5中的b、 c、d曲線的變化可以明顯看岀，隨著f e附著在t i o 2 表面數(shù)量的增加，樣品吸收峰也發(fā)生了較為明顯的紅移和增 強(qiáng).這主要是因?yàn)閾诫s的f e 3+離子形成電子陷阱，減少 了電子和空穴的復(fù)合，從而可提高量子效率，進(jìn)而有助于光 催化效率的提高.當(dāng)控制p h值為3、室溫?cái)嚢琛? 5 °c恒溫烘干時(shí)， 配制不同摩爾質(zhì)量比的樣品，并對(duì)樣品進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)隨著 f e摻雜摩爾質(zhì)量比的增加，樣品對(duì)光的吸收強(qiáng)度和波長(zhǎng)范 圍先增加后減少.結(jié)果顯示當(dāng)6 5 0 °c燒結(jié)、庁6與丁 i 0 2的摩爾質(zhì)量比為5 %時(shí)，制備的t i 0 2納米粉