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TiO_2基纳米复合晶的制备、表征及抗菌性能的研究

作　者: 史献峰
导　师: 王志义
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 纳米复合耐高温抗菌二氧化钛氧化锌氧化锡氧化铝硫酸根氧化铬
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

TiO₂半导体光催化剂具有杀菌、除臭、防污等功能；其光催化活性高、化学稳定性好、价格低廉、使用安全，作为新一代净化材料已得到广泛应用。但其耐高温性能较差，制约了TiO₂光催化剂在陶瓷等需高温处理和制备工艺后的应用和发展。本文以ZnO、SnO₂、Al₂O₃、SO₄^2-、Cr₂O₃为异质复合相，采用液相沉淀法制备了系列纳米TiO₂基复合粉体，研究了异质相复合对纳米TiO₂抗菌剂的耐高温性和光催化抗菌性能的影响。 ZnO和SnO₂半导体对TiO₂复合均显著促进了TiO₂的晶型转化。ZnO／TiO₂在煅烧过程中容易生成与金红石结构相似的ZnTiO₃；而SnO₂具有金红石型结构。因此与金红石结构相似的复合相的引入会促进纳米二氧化钛相变的进行。由于氧化铝、硫酸根离子与锐钛矿相结构的相似性，纳米TiO₂经Al₂O₃复合，或Al₂O₃复合并掺入SO₄^2-后，耐高温性能得到极大的提高。Al₂O₃／TiO₂复合粉体经950～1050℃煅烧可获得不同相对含量的TiO₂纳米混晶结构，锐钛矿和金红石之间的比例在80∶20～20∶80之间。Al₂O₃／TiO₂复合粉体经SO₄^2-离子掺杂后，在1050～1150℃之间煅烧仍可获得不同相对含量的TiO₂纳米混和晶。复合粒子的粒径在高温煅烧后仍保持在50nm以内。Al₂O₃／TiO₂和SO₄^2--Al₂O₃／TiO₂复合粉体经高温煅烧后的光催化抗菌性能仍显著优于低温下煅烧的纯纳米TiO₂复合粉体。无定形Cr₂O₃在低温下煅烧结晶为刚玉晶体，复合后对提高纳米二氧化钛的耐温性能无益。本研究有效地将锐钛矿型TiO₂的生存温度区间扩展到了1000℃，将锐钛矿和金红石混晶结构的生存温度区间扩展到了1050～1150℃，而且在950～1050℃煅烧后具有良好的光催化和抗菌性能。TiO₂表面均匀吸附结构和复合物与锐钛矿相结构相似性导致的相互间键和约束作用可有效地抑制纳米二氧化钛的晶型转化和

TiO_2基纳米复合晶的制备、表征及抗菌性能的研究

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