CeO2对CaTiO3陶瓷烧结性能以及微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,采用固相反应烧结法合成钛酸钙陶瓷.以CeO2为添加剂,重点研究CeO2掺杂对合成钛酸钙陶瓷烧结性能及微观结构的影响.利用XRD、SEM、EDS等手段对试样的物相组成、显微形貌以及元素分布进行表征.通过X'pert High score Plus软件研究CeO2添加量和煅烧温度对合成钛酸钙的相组成、晶胞参数、缺陷反应的影响.结果表明:随着CeO2加入量的增大,Ce4+与Ti4+及Ce3+与Ca2+之间发生取代,致使钛酸钙的晶体结构发生畸变,晶格常数以及晶胞体积出现了先增大后减小的趋势.CaTiO3结构中取代位置的改变,是造成晶胞体积呈非线性变化趋势的原因.形成的结构缺陷加速了固相烧结反应,钛酸钙晶粒由发育不完全的台阶状转变为规则的多边形.过量的CeO2会抑制晶粒的生长,减小晶粒尺寸.随着煅烧温度的升高,结构中热缺陷浓度增大,促进了钛酸钙的烧结.     

锐钛矿二氧化钛纳米颗粒水热结晶过程研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,氨水为矿化剂,在水热条件下,反应结晶制备锐钛矿TiO2纳米颗粒.并对锐钛矿TiO2进行X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)表征,分析其物相组成及形貌.结果表明,反应时间是锐钛矿TiO2形成和生长控制的关键因素.利用JMA方程对锐钛矿TiO2结晶生长进行动力学分析.结果表明,随着钛源浓度增加,Avrami指数n逐渐变大.     

水热合成长叶片状锐钛矿相TiO2纳米晶

本文以水热法合成的钛酸钠纳米管为前驱物,经过二次水热处理制备出了叶片状纯锐钛矿相TiO2晶体.采用高分辨TEM、XRD对晶体形貌和结构进行了分析.在纯水条件下,TiO2晶体长度达到1～2 μm,宽度100～200 nm,钛酸钠纳米管全部转化为锐钛矿相TiO2.pH值为11时,除了合成出微米级叶片状TiO2以外,还有少量未反应的钛酸钠纳米管以及由纳米管展开的膜片物,反映了钛酸钠纳米管向纯锐钛相叶片状TiO2转化的中间过程,显示在特定的水热条件下锐钛相TiO2和钛酸钠互相转化.     

Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒异向生长

通过机械激活法制备了Al2TiO5/Al2O3(nAl2TiO5: nAl2O3=1: 4)的陶瓷复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析了不同的温度制度下Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒生长特性.X射线衍射谱图(XRD)显示烧结样品的主晶相为α-Al2O3和Al2TiO5.SEM和EDS分析显示,较低温度下烧结(1350 ℃)时Al2TiO5晶粒为等轴状.当温度升高到1450 ℃时,Al2TiO5开始异向长大,形成棒状晶粒.随着温度的升高(1500 ℃),棒状Al2TiO5的长径比继续增加.而Al2O3则始终为片状和等轴晶粒,且异向生长的Al2TiO5晶粒填充于Al2O3三角晶界处.研究表明,烧结温度的升高会促进晶体异向生长并增加其体积分数.Al2TiO5会阻碍Al2O3基体颗粒进一步生长,所以当Al2TiO5颗粒平均尺寸随着烧结温度增加而增大,Al2O3基体晶粒生长几乎停滞.     

TiCl3水热合成纯金红相和锐钛相TiO2纳米晶体

本文采用水热法,以TiCl3为前驱物,在180℃反应24h,合成了金红相纳米TiO2棒状晶体,晶体直径为50~100nm,长度为100~200nm。当添加10mol/L NaCl作矿化剂时,晶体长度达到600~800nm。当溶液中添加KF浓度为0.05mol/L时,生成物仍为金红相,晶体直径约为50nm,长度约为100nm。当溶液中添加KF浓度为0.7mol/L时,生成纯锐钛相纳米TiO2,晶体颗粒均匀,呈四方形,边长100nm左右。当KF浓度为1mol/L时,生成物仍为锐钛相,但晶体边长降为50nm左右。实验结果表明氟离子对锐钛相的形成有很强的诱导作用。     

水分散性N掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

采用多羟基法一步合成了具有可见光催化活性的水分散性N掺杂TiO2纳米颗粒,其中四异丙醇钛(TIIP)作为钛源,二乙二醇(DEG)作为反应溶剂,谷氨酸作为表面修饰剂和氮源.所得TiO2纳米颗粒在pH≥6.54的水溶液中可以很好的分散,并能稳定保持一星期.以甲基橙为目标降解物,研究了水分散性N掺杂TiO2在可见光下的光催化活性.结果显示,与未经掺杂的TiO2相比,所制得的N掺杂TiO2有良好的可见光催化活性.除此之外还通过改变气体氛围和添加捕获剂对水分散性N掺杂TiO2降解甲基橙(MO)的光催化机理进行了研究.本方法制备的TiO2因具有优越的水分散性和良好的可见光催化活性,在光动力治疗(PDT)中有极好的应用前景.     

TiO2/蛭石纳米复合物的制备及产物结构变化研究

以TiOSO4为钛源,采用阳离子交换、原位水解、原位脱羟技术制备了TiO2/蛭石纳米复合物.采用XRD、FTIR、FSEM等对TiO2/蛭石纳米复合物制备过程产物包括聚合羟基钛离子-蛭石、水合氧化钛/蛭石复合物以及TiO2/蛭石纳米复合物的结构、微观形貌等进行了表征和研究.结果表明:在pH值较低时,TiOSO4溶液中的聚合羟基钛离子通过阳离子交换作用进入蛭石层间域中,随着pH值逐渐升高,进入层间域中的聚合羟基钛离子水解聚合形成水合氧化钛,蛭石的层间域被撑大,有序性结构被破坏;经900℃热处理后水合氧化钛脱水形成TiO2/蛭石纳米复合物;样品中TiO2含量随结束pH值的升高而增加,并均匀地插入蛭石的层间域中或分布在蛭石片层的表面;与纯TiO2纳米粉体相比较,TiO2/蛭石纳米复合物结构中TiO2在900℃焙烧后仍未出现金红石相,表明蛭石结构层对TiO2的晶相转变具有明显的阻滞作用.     

Fe~(3+)对水热法合成金红石相TiO_2形貌的影响

采用水热法,以TiCl4水溶液为原料,合成了纯金红石相TiO2纳米晶体。在溶液中同时添加FeCl3.6H2O条件下,合成了纯金红石相TiO2纳米纤维晶体,采用XRD、EDS和高分辨TEM等方法对合成产物进行表征。高分辨TEM测量表明,晶体[001]方向较为快速的生长,说明Fe3+对晶体生长方向产生了诱导作用。     

水热处理钛酸钠制备锐钛相TiO2纤维

本文采用水热法,以10 mol/L NaOH作矿化剂,填充度68;,反应温度180 ℃,反应时间为24 h,合成了钛酸钠晶体纤维.对所合成的晶体纤维进行了二次水热处理,所采用的溶液pH值分别为2、5、11、14,温度为180 ℃,填充度68;,反应时间为24 h.在酸性溶液条件下,合成了具有自组织趋势的线状锐钛相TiO2纳米聚晶,单个的纳米晶长度约30～100 nm,宽度10～20 nm.在强碱性条件下,晶体结构未发生变化,仍为纤维状钛酸盐.     

热处理过程对纳米TiO2结构和性能的影响

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,结合TG-DTA,XRD,TEM等分析了不同热处理温度对纳米TiO2的晶型结构、晶粒粒径及微观形貌的影响.以甲基橙溶液为目标降解物,探讨了热处理温度对纳米TiO2光催化活性影响.利用Eastman的粒子生长理论对晶粒生长的动力学过程进行初步分析.研究表明:随着热处理温度升高,TiO2粒径逐渐从11.2 nm增大到78.6 nm;热处理温度为450～ 550℃时,纳米TiO2晶粒以锐钛矿为主,温度升至650℃时,出现了锐钛矿和金红石的混合相(质量比A∶R =9∶1),此时晶粒对甲基橙的降解率达到97.75;.而煅烧温度高于850℃后,TiO2几乎完全为金红石相,光催化活性显著下降.50;锐钛矿型TiO2转变金红石型TiO2的温度约为730℃,锐钛矿和金红石相晶粒表观活化能分别18.15 kJ/mol和42.56 kJ/mol;晶粒生长最快温度分别为546℃和1280℃.     

Structural Features and Mutual Influence of the Layers in PZT–LNO–SiOx–Si and PZT–LNO–Si Compositions

Crystallography Reports - The phase composition and specific features of the microstructures of layers in the Pb(Zr0.52Ti0.48)O3–LaNiO3–Si and...     

温度对TiO2-B纳米纤维的结晶度和稳定性的影响

本文以锐钛矿相二氧化钛纳米颗粒和NaOH溶液为前驱物,通过水热反应和退火处理制备了TiO2-B纳米纤维.用XRD、HRTEM和EDS对样品的结构、形貌及其演化进行了表征.讨论了水热反应温度和退火温度对TiO2 -B纳米纤维的结晶度、形貌和热稳定性的影响.结果表明:在160℃、180℃和200℃温度下水热反应,分别得到H2Ti4O9、H2Ti3O7和H2Ti4O9与H2Ti3O7混合的纳米纤维,400℃退火后,无论是H2Ti4O9还是H2Ti3O7纳米纤维都转化为TiO2-B纳米纤维,但从180℃水热反应得到的H2Ti3O7纳米纤维转化的TiO2-B纳米纤维具有较高结晶度和热稳定性.     

UV-vis辐照下H2Fe2Ti3O10/TiO2插层材料光催化活性的研究

在高压汞灯辐照下,通过插入反应将H2Fe2Ti3O10与n-C3H7NH2/C2H5OH和TiO2溶胶制备出H2Fe2Ti3O10/TiO2插层复合物.插入TiO2的层状钙钛矿化合物H2Fe2Ti3O10在UV-vis辐照下表现出高活性.实验结果表明H2Fe2Ti3O10/TiO2作为光催化剂在可见光(λ＞420nm)下辐照24h,降解甲基橙的速率为59.0;.与相同条件下降解率只有24;的商用光催化剂TiO2(Degussa P-25)相比,H2Fe2Ti3O10/TiO2表现出了更高的光催化活性.     

Bi3Ti4O12/α-Bi2O3/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以工业二氧化钛(TiO2)、五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料制备了Bi3Ti4O12/α-Bi2O3/TiO2复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等表征方法对光催化剂结构进行分析,表明复合样品中形成了Bi3 Ti4 O12/α-Bi2 O3/TiO2异质结结构,其禁带宽度减小、吸收带边红移,光催化效率有明显提高.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性,TiO2与Bi(NO3)3·5H2O质量比为1:2.5,煅烧温度为600℃,煅烧时间为5 h时,复合样品光催化活性最佳,在12 W LED灯下,180 min后对浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的去除率达96.8;.     

溅射制备不同厚度Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶态的研究

研究了射频磁控溅射的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT52/48)薄膜在退火晶化时,厚度对其结晶态及表面形貌的影响.首先利用Materials Studio软件对PZT分子进行了模拟,并模拟了X射线衍射(XRD)得到PZT的特征峰图;实验上,采用退火炉对不同厚度的PZT(52/48)薄膜进行了不同温度及时间的退火;接着采用XRD对各样片薄膜进行了结晶物相分析;采用FIB对部分样片薄膜表面形貌进行了观察.实验结果显示,薄膜的厚度及退火条件在一定程度上对其结晶态的影响是一致的;对于一定厚度的薄膜,合适且相同的退火(650 ℃)条件都可以使其形成单一的PZT(52/48)物相;二次退火对较厚薄膜结晶化有一定的作用,但随着溅射薄膜厚度的增加而累加了内应力,退火后形成有PZT(52/48)物相的较厚薄膜表面出现裂纹越明显.     

煅烧温度对溶胶-凝胶合成BCZT纳米粉体的影响

针对传统固相反应法制备粉体存在的成分偏离和引入杂质等问题,采用溶胶-凝胶方法合成了0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3) TiO3(BCZT)无铅纳米粉体,主要研究了煅烧温度对其结构和形貌的影响.TG-DSC、XRD、SEM、TEM、FTIR等测试结果表明:在900～1100℃的温度范围内,溶胶-凝胶合成的BCZT粉体表现为单一的立方相结构;随着煅烧温度的升高,粉体的结晶性逐渐增强,颗粒尺寸增大;适宜的粉体煅烧温度为900,与传统固相反应法相比可降低约400℃;在此煅烧温度下得到的BCZT粉体粒径均匀,尺寸约50 ～ 60 nm,结晶良好,成分均匀.     

B位取代PZT体系的电子结构与压电特性研究

采用自洽场离散变分Xα计算方法,分别计算了Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(简称PZT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(简称PZN)、和Pb(Mn1/3Sb2/3)O3(简称PMS)体系的电子结构,研究了钙钛矿结构与烧绿石结构陶瓷的电子结构对压电性能的影响.结果表明,PZT铁电相较顺电相稳定,O的2p轨道与B位原子的最外层d轨道的杂化是铁电性的必要条件,杂化的强弱可表明铁电性的强弱;Mn1/3Sb2/3、Zn1/3Nb2/3取代(Zr, Ti)若生成四方钙态矿结构,体系总能量降低、轨道杂化增强,可以提高PZT体系的铁电性能,若生成立方烧绿石结构,由于B-O(//轴向)与B-O(⊥轴向)共价键强度差别太大,造成体系结构的不稳定,将导致铁电性的丧失.     

水热法制备锐钛矿相TiO2纳米晶

以四乙基氢氧化铵(TENOH)为胶溶剂和钛酸丁酯(TNB)为前驱体,采用水热法制得了一系列TiO2纳米晶.运用XRD、TEM和DLS等表征手段阐明了纳米晶粒子定向聚集-原位晶化的形成过程,探索出制备高性能粉体的温度和试剂比.研究表明,TENOH/Ti摩尔比为0.25时,则可得到分散性和成形性俱佳的二氧化钛晶体;温度对制备粉体的微观性质也有一定影响.本制备过程简便易控,在光催化水处理等领域具有很好的研究价值和潜在的应用前景.     

Ag2O/TiO2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag2 O/TiO2异质结光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,Ag2O/TiO2异质结是由直径约200 ～ 300 nm的TiO2纳米棒镶嵌着Ag2O纳米颗粒组成,与TiO2纳米棒阵列相比,Ag2O/TiO2异质结在可见光区有明显的光吸收.Ag2O/TiO2异质结的光催化效率明显提高.尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag2O/TiO2三元体系,并对Ag-Ag2 O/TiO2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析.     

掺Sn金红相TiO2纳米晶的水热制备

本文采用水热法,以TiCl3和SnCl4·5H2O水溶液为前驱物,在180℃温度下反应24h.X能谱(EDS)显示:当前驱物中Ti3+、Sn4+离子比为4:1时,所得复合半导体纳米晶体中掺入的Sn的原子百分比为1;;当前驱物中Ti+、Sn4+离子比为1:1时,掺入Sn的原子百分比为2.8;.实验结果表明在TiO2金红相中进行晶格替代掺杂是比较困难的.