氧化硅对金红石相纳米TiO2微结构的影响

通过硅酸钠水解生成的无定形氧化硅对金红石相纳米TiO₂进行修饰,利用红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、X射线衍射、透射电镜和比表面仪对纳米TiO₂进行了表征。结果表明,氧化硅沉积在纳米TiO₂的表面和颗粒之间形成一个空间网络体系,有效地抑制了TiO₂晶粒尺寸和原始粒径的长大。当热处理温度低于700 ℃时,经氧化硅处理的纳米TiO₂的晶粒尺寸、原始粒径和比表面积几乎不变;当热处理温度高于700 ℃时,经氧化硅处理的纳米TiO₂的晶粒尺寸和原始粒径开始缓慢变大,比表面积快速下降,在900 ℃下煅烧2 h,经氧化硅处理的纳米TiO₂原始粒径仍为20～40 nm。氧化硅的存在使纳米TiO₂吸收紫外线的能力增强并使其平均孔径变小。     

超声场中纳米TiO2表面包覆氧化硅的研究

在超声场中，通过硅酸钠水解生成的无定形氧化硅对金红石相纳米TiO₂进行表面包覆，利用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和透射电镜对所得样品进行了表征，并对纳米TiO₂的光稳定性和分散性进行了评价。红外光谱和X射线光电子能谱表明，氧化硅以化学键合的方式沉积在纳米TiO₂的表面，在包覆层和纳米TiO₂颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si键。TEM照片、表面元素分析和光稳定性实验显示，氧化硅在纳米TiO₂表面形成了均匀的包覆层，超声场有助于提高包覆层的均匀性和致密性。氧化硅的表面包覆提高了纳米TiO₂在水中的分散性、紫外线屏蔽能力和可见光透过性。随着氧化硅含量的增加，纳米TiO₂的光稳定性逐渐提高，当m(SiO₂)∶m(TiO₂)>1∶5时，纳米TiO₂的光稳定性基本不变，而且在热处理过程中纳米TiO₂的晶粒生长得到有效抑制。