无机金属离子在纳米二氧化钛表面单层分散结合态的研究

摘要

该论文的研究内容及成果如下:1.采用溶胶-凝胶法制备锐钛型纳米TiO<,2>,研究了后处理方法(水热处理和常压下直接烧结等)对纳米TiO<,2>晶型、粒度与表面结合态的影响.结果表明,经过高压水热处理得到了一定粒度、晶型完好的锐钛型纳米TiO<,2>.制备中引入的HNO<,3>中的N在后处理过程中被还原成低价态的N.2.采用该论文制备的锐钛型纳米TiO<,2>,制备多种Sr<'2+>/TiO<,2>体系.进行了Sr(NO<,3>)<,2>在纳米TiO<,2>粉体上单层分散阈值的研究.3.对Sr(NO<,3>)<,2>在纳米TiO<,2>粉体分散体系进行表面结合态研究发现:在阈值(均指未焙烧体系)前样品Sr 3d5/2电子的的结合态不属于Sr类化合物中的任意一种,Sr<'2+>与TiO<,2>表面的O<'2->形成表面Sr-O键,这种表面键的结合态与SrO中Sr的结合态有本质的区别.经过焙烧后NO<,3><'->完全分解.4.该实验方法得到的Sr<'2+>/TiO<,2>纳米晶膜(Sr<'2+>表面修饰TiO<,2>纳米晶电极)每平方纳米TiO<,2>吸附O.14个Sr<'2+>,Sr<'2+>是以亚单层形式分散在纳米TiO<,2>晶膜表面.焙烧前后的Sr<'2+>均与TiO<,2>表面的O<'2->形成Sr-O表面键,而没有生成SrTiO<,3>.研究发现,吸附在膜上的NO<,3><'->中的N<'5+>被还原成胺类低价态的N,焙烧后该类氮化物中的N消失.纯TiO<,2>晶膜上的低价态的N没有变化.5.对ZnO在纳米TiO<,2>粉体上的分散阈值进行了研究,分散阈值为4.57 ZnO/nm<'2>TiO<,2>,该阈值点的覆盖率为0.31.按该论文方法制备的Zn<'2+>/TiO<,2>晶膜每平方纳米TiO<,2>晶膜吸附0.68个ZnO,ZnO在TiO<,2>膜上处于亚单层分散状态.

目录

文摘

英文文摘

北京化工大学学位论文原创性声明

第一章导论

1.1研究的目的与意义

1.2纳米二氧化钛

1.2.1纳米二氧化钛的特性

1.2.2纳米二氧化钛的应用

1.2.3纳米二氧化钛的制备方法

1.3自发单层分散

1.3.1引言

1.3.2单层分散现象及机理

1.3.3单层分散阈值的测定方法

1.3.4单层分散估算阈值的计算

1.3.5单层分散体系的制备

1.3.6单层分散理论的应用

1.4金属离子在纳米二氧化钛表面单层分散的应用与研究进展状况

1.5本文研究内容

第二章锐钛型纳米二氧化钛的制备

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.3.1不同后处理方法对TiO2晶型的影响

2.3.2不同后处理方法对TiO2粒径的影响

2.3.3不同后处理方法对TiO2晶粒的表面结合态的影响

2.4本章结论

第三章Sr2+离子在纳米TiO2表面单层分散结合态的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.3.1Sr（NO3）2在纳米TiO2粉体上的单层分散阈值

3.3.2Sr（NO3）2在纳米TiO2粉体上的表面结合态研究

3.3.3Sr（NO3）2在纳米TiO2粉体分散样品焙烧后的阈值

3.3.4Sr（NO3）2在纳米TiO2粉体上分散样品焙烧后的表面结合态研究

3.3.5焙烧对Sr（NO3）2在纳米TiO2粉体表面分散阈值和结合态影响总结

3.3.6Sr2+表面修饰TiO2纳米晶膜的表面结合态分析

3.3.7本章结论

第四章Zn2+离子在纳米TiO2表面单层分散结合态的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1ZnO负载在纳米二氧化钛粉末上的分散体系

4.3.2Zn2+表面修饰TiO2纳米晶膜的表面结合态分析

4.4本章结论

全文结论

参考文献

致谢

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