水热法合成锐钛矿型纳米二氧化钛

1、第32卷第5期Vol.32No.5精细化工中间体2002年10月October2002FINECHEMICALINTERMEDIATES水热法合成锐钛矿型纳米二氧化钛杜作娟,古映莹(中南大学功能材料化学研究所,湖南长沙,410083)摘要:以Ti(SO4)2为原料,采用水热法制备了锐钛矿型二氧化钛纳米粉体,利用XRD、激光粒度仪等分析测试手段对所得二氧化钛粉体的晶相组成、粒径分布等性质进行了表征。探讨了反应温度和反应时间对粉体晶型及粒径的影响。关键词:水热法;纳米粉体;二氧化钛;锐钛矿中图分类号:TQ13411文献标识码:A文章编号:1009-9212(2002)05-02水热法是指在特别的密

2、闭反应容器(高压釜)里,采用水溶液作为反应介质,热,创造一个高温、高压反应环境,2,如具有在高温高压下一次完成,无需后期晶化处理,所制得粉体粒度分布窄,团聚程度低,成分纯净,制备过程污染小,易实现工业化生产等优点。近年来用水热法制备TiO2粉体的研究较多36。笔者采用新工艺,以Ti(SO4)2溶液为原料,在较低的温度下(200以下)和较短的时间(8h以下),水热合成了锐钛矿相纳米TiO2。1实验部分111纳米TiO2的制备间160时不同反应,不同条件下所指标化,且衍射峰峰型尖锐,表明所得粉体为结晶完整的锐钛矿型二氧化钛。由图2和图3还可以看出,不同条件下的衍射峰峰型和峰位基本相同,较高反应温度

3、和较长反应时间使衍射峰更为尖锐,峰型更加明显,即较高温度和较长反应时间可使晶体的结晶更加完整。在搅拌的条件下将Na2CO3溶液加入一定浓度的Ti(SO4)2水溶液中,调整pH310,制得前驱体,放入衬有聚四氟乙烯的高压容器内加热,填充度为80%,控制反应温度和反应时间。所得产物用丙酮-和蒸馏水依次洗涤至滤液无SO2检出,在1004下干燥即得产物。112样品表征采用XRD、激光粒度分析仪等对所得粉体进行结构、形貌表征。2结果与讨论211纳米TiO2的晶型分析212纳米TiO2的粒径分析利用Scherrer公式:D平均=。式中D为晶cos=1.5406!);K为常粒大小,nm;为X射线波长(为布拉

4、格衍射角;为衍射角的半数(K=0189);高峰宽。消除仪器本身的宽化效应,计算粉体的平均晶粒尺寸。由图2,反应温度为100、160和180的平均粒径分别为47151nm、48108nm和48199nm。可见,随着温度的升高,粉体的粒径逐渐增大,但粒径的增大不明显,说明反应温度对平均粒径的影响不大。反应时间为2h和8h的平均粒径分别为48135nm和49192nm(见图3),可见,随着反应时在160下反应6h所得二氧化钛粉体的XRD的分析结果如图1所示。图2和图3分别是反应时作者简介:杜作娟(1974-),女,贵州遵义人,硕士研究生,主要从事无机功能材料的研究。收稿日期:2002-08第5期杜作

5、娟,等:水热法合成锐钛矿型纳米二氧化钛25间的延长,粉体的平均粒径增大。图4是不同反应时间条件下的激光粒度分布曲线,可以看出粉体的粒径较小,且分布均匀。平均粒径与XRD的计算结果基本一致。时,对粉体的粒径分布影响不大,随着反应时间进一步延长,曲线的峰值明显增高,峰位右移,说明粉体的粒径趋于增大,粒度分布更加均匀。3结论1)以较高浓度的Ti(SO4)2溶液为原料,Na2CO3溶液为沉淀剂,水热晶化可得单一锐钛矿相纳米二氧化钛。2)随着反应温度增高和反应时间延长,粉体的结晶更加完整。3)h以下时,对粉体粒径分布,随着反应时间的进一步延长,粉体粒径趋于增大,分布更加均匀。参考文献:1施尔畏.水热法的

6、应用与发展.无机材料学报,1996,11(2):193206.2姚超.纳米二氧化钛的制备方法和发展趋势1现代化工,2000,20(17):2023.3JuanYangyang,SenMei,J.M.F.Ferreria,Hydrothermalsyn2thesisofTiO2nanopowdersfromtetraalkylammoniumhydroxidepeptizedsols.MaterialsScienceandEngineering,2001,15:183185.4RavathiR.BacsaandMichealGratzel.Rutileformationinhy2drotherm

7、allycrystallizednanosizedtitania.J.Am.ceram.Soc,1996,79(8):21852189.5ZhouYC,RahamanMN.,HydrothermalSynthesisSinteringofUltrafineCeO2Powders.J.Mater.Res.1993,8(7):16801686.6YangqingZheng,ErweiShi,SuxiaCui,WenjungLi,andXing2fangHu.Hydrothermalpreparationofnanosizedbrockitepow2ders.J.Am.Ceram.Soc.2000,

8、83(10):26342636.从图4中还可以看到,反应时间在2h和5h的粒径分布曲线几乎重合,说明反应时间在5h以下纳米铜润滑油添加剂研制成功由武汉博大科技集团技术中心研制的“纳米铜润滑油添加剂”,其制备表面改性及其在润滑油中的分散工艺,整体水平已达国内标准。采用液相还原法制备超细铜粉,再采用静电场分级工艺制备纳米铜(10nm40nm),表面改性工艺克服了纳米铜在润滑油中的自增现象,能均匀、稳定地分散在润滑油中并可防止纳米铜的二次积聚和沉淀。该成果是纳米技术在润滑技术中的成功运用。纳米铜润滑油添加剂是以纳米摩擦技术为支撑的一种新型的润滑油添加剂产品,具有优良的抗摩减摩和节能环保功效,将此添加

9、剂添加到润滑油中,可减少汽车发动机的启动电流并增大气缸压力,为发动机润滑油的开级换代提供了新型的技术含量。48FINECHEMICALINTERMEDIATES(SeriesNo.140)2002Vol.32No.5ThemethodofdilutionwasusedtocalculatetheG0ciinmicroemulsionofsaponificationsystemformedwithsomemetalionsindifferentorganicsolventbyP507.Theinfluentialfactorswerediscussed.Keywords:P507;extract

10、ionsolvent;microemulsionTheStudyofPreparationandPerformanceofBP+Br-andBP+BF4-RoomTemperatureMoltenSalts.PANChun2yue,etal.(FunctionalMaterialChemistryInstituteCSUChangsha,410083,China)J.ermediates,2002,32(5):22ThePreparationof2Fe2O3NanoparticlesWiththeMethodofMicroemulsions2MicrowaveRadat

11、ion.LIHe2ping,etal.(Col2legeofChemistryandChemicalEngineering,ChongqingUni2versity,Chongqing,400044,China)J.ermedi2ates,2002,32(5):282Fe2O3nanoparticleswaspreparedwiththemicroemul2sions2microwaveradiation.Theparticle2Fe2O3withthesizes4210nmwasidentifiedbyXRD,TEM,IR.Keywords:microemulsion

12、s;microwaveradiation;2Fe2O3;NanoparticlesPreparationofNanocrystallineCeO2bySol2GelMethod.ZHANGHuan2hua,etal.(EngineeringandLry,ofTechnology,houChin.J.finechem.Inthispaper,12butylpyridiniumbromide(BPBr)and12butylpyridiniumtetrafluoroborate(BPBF4)weresynthesized,Theirchemicalstructureweredeterminedand

13、analysedbymeansofinfraredspectroscopyandtheresultshowedthattheyhavethestructureofquaternaries,TheconductivityofBPBrandBPBF4weredeterminedbydigitalconductivityinstrumentandAcim2petancemethods.TheconductivityofthecomplexBPBrLiAcdecreasedwhenthecontentofLiActivityofcomplex(BPBRLiAc7810-4S/cmto1.8410-S/

14、Keywords:;12butylpyridi2niumbromide;12tetrafluoroborateHydrothermalPreparationofAnataseTiO2Nanopowder.DUZuo2juan,GUYing2ying(CollegeofChemistryandChemicalCentralSouthUniversity,HunanChangsha,410083,China)J.ermediates,2002,32(5):24Engineering,CeO2werepreparedbysol2gelmethodusingnitrateand

15、citricacid.ThepowderswereanalyzedbyXRD.ItwasshowedthatthesynthesizedCeO2wascubicinstructureandCeO2particleswerebasicallysphericalinshape.Severalfactors,suchasreactingtemperature,theratioofcerousnitratewithcitricacid,dryingtemperature,andetc.wereinves2tigated.Itwasshowedthatreactingtimecanbeshortenby

16、meansofmicrowaveradiation.Keywords:sol2gelmethod;nanocrystallineCeO2;prepara2tion;microwaveThePreparationofRareEarthMonooctylPhthalateasThermalStabbilizersforPVC.MASong2jiang1,LIUYou2Nian2.(1.XiangtanCollegeofTechnologyHunan,Xiangtan411105;2.CentralSouthUniversityHunanChangsha,410083,China).J.finech

17、ermediates,2002,32(5):32Byesterification,saponification,doubledecompositionandformulation,liquidrareearthofmonoisooctylphthalatecomplexheatstabilizerwaspreparedwithphthalicanhydride,isooctylal2cohol,sodiumhydrate,rareearthchloride,mixedsolventandotherreagents.Theoptimumconditionsare:thetempera

18、tureofesterficationis130140,andthereactiontimeis1h.Thetemperatureandtimeofsaponificationis60and10minre2spectively.Thetemperatureofdoubledecompositionis6070,andthereactiontimeis2h.Thewashingtemperatureis6065.Thecontentsofthecomplexheatstabilizerare:mixedsolvent50%,rareearthcontent6.03%,triphenylphos2

19、phite5%7%.ThethermalstabilityofPVCis45minat185with3%ofrareearthmonooctylphthalate.Keywords:rareearth;monooctylphthalate;PVC;thermalstabilizerThePreparationandApplicationsofLiInorganicNanopowderSolidStateElectrolyte.WANGQing2hua,etal.(CollegeofAerospaceandMaterialsTechnology,theUniversityofNationalDe

20、fenseandTechnology,HunanChangsha,410073,China)J.TiO2nanopowderwaspreparedbyhydrothermalmethod.TheobtainedpowderswerecharacterizedbyXRDandlaserana2lyticaltechniques.Theresultsshowedthatallpowderswerethesingleanatasetitaniaandtheirprimaryparticlesizewasabout50nm.Theinfluencesofcrystallizingtemperature

21、andtimewerein2vestigated.Keywords:hydrothermalmethod;nanopowwder;anataseti2taniaPreparationofNanometer2SizedZnOParticlesbyGas-Solid12PhaseReaction.LIUJian2ben,CHENDe2gen,etal.(1.Col2legeoflifeScience&Chemistry,JishouUniversity,HunanJishou416000;2.ChemicalIndustryfactoryofforeigntrade,HunanJishou,416000,China)J.ermediates,2002,