水热法制备纳米TiO2及影响因素的研究
《原位水热法合成二氧化钛纳米线及生物相容性研究》
《原位水热法合成二氧化钛纳米线及生物相容性研究》篇一一、引言近年来，纳米材料因其独特的物理和化学性质在许多领域中得到了广泛的应用。
其中，二氧化钛（TiO2）纳米线因其高光催化活性、优良的生物相容性和低成本等优点，受到了研究者的极大关注。
本篇论文将介绍原位水热法合成二氧化钛纳米线的方法，并对其生物相容性进行深入研究。
二、原位水热法合成二氧化钛纳米线原位水热法是一种在高温高压的水溶液环境中进行化学反应的方法。
此方法可以有效地控制纳米材料的尺寸、形状和结构。
在本研究中，我们使用原位水热法，通过调整反应条件，成功合成了二氧化钛纳米线。
2.1 实验材料与设备实验所需材料包括钛源（如钛酸四丁酯）、溶剂（如乙醇）、表面活性剂等。
实验设备包括水热反应釜、高温炉、离心机等。
2.2 实验步骤（1）将钛源、溶剂、表面活性剂等材料按一定比例混合，形成均匀的溶液；（2）将溶液放入水热反应釜中，设置适当的温度和压力；（3）在一定时间内保持恒温，使反应进行；（4）反应结束后，通过离心分离出纳米线，然后进行清洗和干燥。
三、二氧化钛纳米线的生物相容性研究生物相容性是评价纳米材料在生物体内应用的重要指标。
本部分将通过一系列实验来研究二氧化钛纳米线的生物相容性。
3.1 细胞培养实验将二氧化钛纳米线与细胞共培养，观察细胞的生长情况、形态变化等。
通过对比实验组和对照组的细胞情况，评估二氧化钛纳米线的生物相容性。
3.2 动物实验通过动物实验进一步评估二氧化钛纳米线的生物相容性。
例如，可以通过注射二氧化钛纳米线到动物体内，观察其对动物生理功能的影响，以及在体内的分布和代谢情况。
四、结果与讨论4.1 二氧化钛纳米线的表征通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对合成的二氧化钛纳米线进行表征，观察其形貌、尺寸和结构。
4.2 生物相容性结果分析细胞培养实验和动物实验的结果表明，二氧化钛纳米线具有良好的生物相容性。
在细胞培养实验中，与二氧化钛纳米线共培养的细胞生长良好，形态正常。
水热法制备纳米TiO_2及其等电点的研究
2005 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2005 文章编号: 1003-9015(2005)01-0129-05水热法制备纳米TiO2及其等电点的研究丘永 , 陈洪龄, 汪效祖, 徐南平樑(南京工业大学化学化工学院, 江苏省材料化学工程重点实验室, 江苏南京 210009)摘要：研究了在200℃，6小时水热过程中不同pH条件对合成纳米二氧化钛粉体等电点的影响。
以偏钛酸为原料，用NaOH和HCl调节酸碱度，在不同pH条件下水热合成了二氧化钛微粒，其平均粒径均在15~40nm。
对不同pH条件下制得的二氧化钛微粒进行了Zeta电位、XRD和TEM表征。
微粒晶型为锐钛型。
对微粒的等电点进行分析，不同的pH水热反应条件影响到合成粉体吸附的表面羟基数量，从而影响到微粒的等电点。
在pH1,3,5,11,13水热条件下制得的微粒等电点为5.5，在pH 7，9水热条件下制得的微粒等电点为4.5 。
反应物料在酸性水热条件下反应后酸性增强，在碱性水热条件下反应后碱性增强。
关键词：偏钛酸；水热合成；等电点；纳米二氧化钛；锐钛型中图分类号：TQ134.11；O614.411 文献标识码：APreparation of Nanometer Titanium Dioxide Powders by Hydrothermal Method andtheir Isoelectric PointsQIU Yong-liang, CHEN Hong-ling, WANG Xiao-zu, XU Nan-ping (Key Laboratory of Material-Oriented Chemical Engineering of Jiangsu Province, College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China)Abstract：Through the hydrothermal process at 200℃for 6h and using the metatitanic acid as reactant, the nanometer titanium dioxide powder were synthesized under different pH values adjusted by NaOH or HCl solution. The synthesized powders were characterized by Zeta potential, XRD and TEM. The TEM photographs show that the crystal structures are all anatase. The influence of pH on the isoelectric points of the synthesized titanium dioxide powders was studied and it shows that the pH conditions could influence the quantity of surface hydroxyl absorbed by the synthesized powders, thus influence the isoelectric points. Isoelectric points of the powders prepared in hydrothermal process with pH 1，3，5，11，13 are 5.5. and those in hydrothermal process with pH 7，9 are 4.5. When the hydrothermal reaction is processed in the acid solution then the acidness of the reactant will be increased, and when the reaction is processed in the alkaline solution, then the increase will be the alkelity of the reactant.Key words： metatitanic acid; hydrothermal method; isoelectric point; nanometer titanium dioxide;anatase1引言纳米二氧化钛有许多优越的性能，包括极强的屏蔽紫外线能力和优异的透明性，可应用于汽车工业、防晒化妆品、及文物保护等诸多方面。
TiO2纳米管和WO3纳米结构的水热合成与性质研究的开题报告
TiO2纳米管和WO3纳米结构的水热合成与性质研
究的开题报告
题目：TiO2纳米管和WO3纳米结构的水热合成与性质研究
研究背景：纳米管和纳米结构是当前研究的热点，因其具有特殊的
物理和化学性质，在催化、光电和生物等领域有广泛的应用。
其中，
TiO2纳米管和WO3纳米结构因其较高的光催化活性、稳定性和可控性等优点，成为了研究的重点之一。
本次研究将探究水热法制备 TiO2纳米管和WO3纳米结构的过程及其性质。
研究内容：
1. 制备 TiO2纳米管和WO3纳米结构的水热合成方法；
2. 分析不同合成条件对产物形貌、结构和光学性质的影响；
3. 考察TiO2纳米管和WO3纳米结构的光催化、光电和电化学性能；
4. 探讨产物性质的影响因素及其机理。
研究意义：本次研究将有助于对水热法制备 TiO2纳米管和WO3纳
米结构的控制和优化，以及对其光催化、光电和电化学性能的认识。
同时，还将为其实际应用提供理论基础和技术支持。
研究方法：本次研究将采用水热法制备 TiO2纳米管和WO3纳米结构，对产物的形貌、结构和光学性质进行表征，并测试其光催化、光电
和电化学性能。
同时，还将采用 XRD、SEM、TEM、UV-vis、PL等技术
进行分析，探讨其机制。
预期成果：本次研究的预期成果包括制备出具有优异性能的 TiO2纳米管和WO3纳米结构，并深入探究其形貌、结构和性质的关系及其机制，为进一步优化其合成条件和实际应用提供理论基础和技术支持。
课程设计报告水热法制备超细二氧化钛粉体
目录水热法制备超细二氧化钛粉体1.1 超细二氧化钛粉体的性能超微粉体由于粒度小、比表面积大、化学反应活性高而具有一系列特殊的性能,引起了人们的普遍关注,目前已开发出多种微粉体材料。
二氧化钛微粉体的制备报道不多。
二氧化钛微粉体具有良好的耐候性、耐化学腐蚀性、抗紫外线能力强、透明性优异、粒度分布均匀等特点,可用于紫外线吸收剂、化妆品原料、包装材料、涂料、精细陶瓷等行业。
二氧化钛是一种价格便宜且应用极广的材料,制备简单并且无毒、稳定,且抗腐蚀性能好。
日本钛工业公司和日本帝国公司相继开发了超细二氧化钛,已进行工业化生产,并把开发二氧化钛微粉体新产品列为重要课题之一[1 2]。
1.2 超细二氧化钛粉体的应用工业作用二氧化钛是世界上白色粉体，l克二氧化钛可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。
它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。
世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。
二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。
为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。
在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
半导体二氧化钛的光化学性能已使其可用于许多领域，如空气、水和流体的净化。
以碳或其他杂原子掺杂的光催化剂也可用于具有散射光源的密封空间或区域。
用于建筑、人行石板、混凝土墙或屋顶瓦上的涂料中时，它们可以明显增加对空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类的分解。
此外还广泛应用于生产防晒霜，无毒性，对人体无害。
超细二氧化钛具有优异紫外光屏蔽性和透明性。
被广泛用在化妆品、木器保护、食品包装塑料、耐久性家用薄膜、人造纤维和天然纤维、透明涂料中。
在金属闪光涂料中的特殊光学效应,使之在高级轿车漆中得到重视和应用。
[2] TiO2粉体的制备作为一种21世纪的新型多功能材料，广泛应用于环境保护、化妆品、涂料、特殊材料的制备以及医药等方面。
水热法制备纳米二氧化钛材料研究进展
机 材料处理的一种有 效方法 ，具 有操作 工艺简 单 ，条 件易 控制 ，制备产物纯度高 、分散性好 ，成本较低 ，环境友 好 ，
便 于实现工业化等优 点 ，且无 需后续 的煅烧 过程 ，从 而可 以有效避免材料之 间团聚现象 的 出现 。近年来 溶剂热 法 的 研 究也越来越广泛 ，它 是水热 法的一 种延伸 工艺 ，与水热
出优 良的制备 方法 ，从而 获得 晶型好 、分 散 度高且催 化性
能优异 的纳米 二氧化钛材料一直是光催化 材料 的发展趋势 。 目前国内外 制备 Ｔ 的方 法多种 多样 ，主要分 为气相
染料敏化太 阳能 电池＿ １ 、传感 器［ １ 、生物 应用［ １ ］ 等 方面
显示 了广阔 的应用前景 ，成为学者们重点研究对象之一 。 自１ ９ ９ ８ 年Ｋ ａ ｓ ｕ ｇ ａ 等［ ４ ］ 首次采用水热法成功制备出直径
ｈ ｔ ｔ ｐ ：／ ／ ｗｕ ． ｃ ｖ ． ｃ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｑ ． Ｃ Ｏ ＇ ｔ ｎ・ ５ ・
用研究 已非常普 遍。本 文着 重选 取水热 法制 备一 维及 二维 Ｔ ｉ 纳米材料的相关研究进行总结，介绍不 同形貌 Ｔ 的特
性及应用，并展望该领域今后的研究方 向。
管 。该法制备的纳米管形态结构通常受到前 驱体粒 径、水热
温度和 时间 、碱 液类 型 和浓 度 、酸洗 浓度 等 因素 的影 响 。
中国材料科技与设备 （ 双月 刊）
水热法制备纳米二 氧化钛材料研究进展
２ ０ １ ３年 ・ 第 ３期
水 热 法 制 备 纳 米 二 氧 化 钛 材 料 研 究 进 展
王 玲
（ 杭州市特种设备检测 院 ，浙 江 杭州 ３ １ ０ ０ ０ ３ ）
酸度对水热法合成介孔纳米TiO2的结构及电化学性能的影响
（ 重 庆 工业职 业技 术 学 院化 学与制 药工 程 学院 ，重庆 ４ ０ １ １ ２ ０ ）
摘 要 ：以Ｔ ｉ （ Ｓ Ｏ ４ ） 和十六烷基三甲基溴化铵为原料，采用水热法在不同酸度下制备了具有介孔结构的纳米 Ｔ ｉ Ｏ 。通过 ｘ
射线 衍射 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 、透射 电子显微镜 （ Ｔ Ｅ Ｍ） 、Ｎ ： 脱附 吸附测试 及充 放 电性能 测试研究 了溶液 的酸 度对介孔 Ｔ ｉ Ｏ 纳米 粒子 的结 构及 电化 学性 能的影响 。研究结果表 明 ，与 ｐ Ｈ ０ ． ４ ５和 １ ． ０ ２相 比，ｐ Ｈ ０ ． ８ ０时合 成的纳米 Ｔ ｉ Ｏ 的 比表面积更大 ，电化学性能更好 ，首 次放 电 比容量为 ２ ４ ０ ． ７ ｍＡ ｈ・ ｇ ‘ 。 ，１ ０ ０次循环后其放 电比容量 为 １ ２ ２ ． ６ ｍ Ａ ｈ・ ｇ ～。
ａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ｐ Ｈ ０ ． ４ ５ ａ ｎ ｄ １ ． ０ ２ ．Ｉ ｔ ｄ ｅ ｌ ｉ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ２ ４ ０ ． ７ ｍＡ ｈ ・ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ
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WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究
WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究随着环境问题的日益严重，寻找有效的环境净化技术成为迫切之需。
光催化材料因其在有害气体、有机物降解和水处理等方面的良好性能而备受关注。
WO3和TiO2无机材料作为一种重要的光催化剂，具有很高的应用潜力。
为了进一步提高光催化性能，研究人员开始探索WO3和TiO2的复合材料。
本文主要研究WO3和TiO2的水热制备工艺以及其复合粉体的光催化性能。
首先，我们采用水热法制备了WO3和TiO2粉体。
水热法是一种简单、低成本、可扩展性强的制备方法，因此非常适合大规模生产和应用。
通过调节反应条件，如反应温度、反应时间和配比等，可以获得不同尺寸和形貌的WO3和TiO2颗粒。
然后，我们进一步研究了WO3和TiO2复合粉体的光催化性能。
我们选择了常见的罗丹明B染料作为目标污染物，并通过可见光光谱法研究了光催化降解过程。
实验结果表明，WO3和TiO2的复合材料在可见光照射下具有优异的光催化活性。
与纯WO3和纯TiO2相比，复合材料在降解罗丹明B方面表现出更高的效率。
此外，随着WO3含量的增加，复合材料的光催化性能也有所提高。
进一步的研究表明，WO3和TiO2复合材料的光催化性能受到多种因素的影响。
首先，WO3和TiO2之间的相互作用可以提高电子-空穴对的分离效率，从而增强了光催化活性。
其次，复合材料的比表面积增加，有利于吸附目标污染物分子并促进光催化反应。
此外，WO3和TiO2颗粒的尺寸和形貌也对光催化性能具有重要影响。
综上所述，WO3、TiO2及其复合粉体的水热制备工艺及光催化性能研究表明，WO3和TiO2复合材料在光催化应用中具有重要的潜力。
水热法制备的WO3和TiO2颗粒具有优异的性能，并且通过调控水热反应条件可以得到理想的形貌和尺寸。
进一步研究表明，WO3和TiO2复合材料在可见光照射下具有出色的光催化活性，适用于环境净化、水处理等领域。
溶胶-凝胶和水热法制备TiO2比较及对催化性能的影响-穆仕芳
在 Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２０００ 型 物 理 吸 附 仪 上 进行 Ｎ２ 吸 附－脱 附 实 验。 样 品 于 １２０℃ 烘 干， 置 于 干燥器中冷却至室温，然后转移至样品管，在温度 ２００℃ 、 压 力 １．３３Ｐａ的 条 件 下 脱 气 １２ｈ， 然 后 在 液 氮中冷却至１９６℃，进行低温 Ｎ２ 吸附－脱附实验。
前期研究中，以商业 ＳｉＯ２ 为前驱体，采用 不 同 方法制 备 ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 载 体， 然 后 负 载 钴。 这 些 方 法 制备 的 ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 载 体 中， 大 部 分 ＴｉＯ２ 位 于 ＳｉＯ２ 表面，负载 钴 以 后 钴 物 种 易 于 直 接 与 ＴｉＯ２ 发 生 相 互作用，进而影响催化剂 的 反 应 性 能 。 ［１０］ 能 否 通 过 改变 ＴｉＯ２ 在 ＳｉＯ２ 表 面 的 分 布 状 态， 以 减 少 钴 物 种 直接和 ＴｉＯ２ 发 生 相 互 作 用 的 几 率？ 近 年 来，ＴｉＯ２－ ＳｉＯ２ 复合氧化物在催化 领 域 的 应 用 已 引 起 关 注， 作 为催化 剂 和 载 体 被 应 用 于 诸 多 反 应［１１］。Ｌｉ等［１２］发 现，与溶 胶－凝 胶 法 相 比， 溶 胶－凝 胶 水 热 法 制 备 的 ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 纳米颗 粒 分 散 更 为 均 匀， 颗 粒 更 小， 具 有更高的热稳定性 和 光 催 化 活 性。 笔 者 以 ＴＥＯＳ 为 前驱体，分 别 采 用 溶 胶－凝 胶 和 溶 胶－凝 胶 水 热 法 制 备 ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 复 合 氧 化 物， 考 察 载 体 水 热 过 程 对 Ｃｏ／ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 结构 及 其 催 化 费－托 合 成 反 应 性 能 的 影响。
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毕 业 论 文 题 目：水热法制备纳米TiO2及影响因素的研究 学 院： 物理与电子工程学院 专 业： 物理学 毕业年限： 2014届 学生姓名： 苏小峰 学 号： 201072010252 指导教师： 陈建彪 i
目 录 摘要 ................................................................................................................................ 1 1. 引言 ........................................................................................................................... 1 2. 纳米TiO2简介 ......................................................................................................... 2 2.1 纳米TiO2的晶体结构 .................................................................................. 2 2.2 纳米TiO2的性能 .......................................................................................... 3 2. 3 纳米TiO2的制备方法 ................................................................................... 3 3. 水热法 ....................................................................................................................... 4 3. 1 水热法简介 ................................................................................................... 4 3. 2 水热反应的基本原理 ................................................................................... 4 3. 3 水热反应的主要特点 ..................................................................................... 5 4.水热法制备不同形态二氧化钛纳米材料 ................................................................. 5 4. 1 水热法制备TiO2纳米管 ............................................................................... 6 4. 2 水热法制备TiO2纳米棒 (线) ....................................................................... 6 4. 3 水热法制备TiO2纳米带 ............................................................................... 7 4. 4 水热法制备TiO2纳米片 ............................................................................... 8 5.水热制备纳米TiO2的影响因素 ............................................................................... 8 5. 1 前驱体 ............................................................................................................. 8 5. 2 温度 ............................................................................................................... 10 5. 3 溶液 pH 值 .................................................................................................. 11 5. 4 反应时间 ....................................................................................................... 12 6. 总结 ......................................................................................................................... 14 参考文献 ...................................................................................................................... 14 致 谢 ............................................................................................................................ 17 1
水热法制备纳米TiO2材料及其影响因素的研究 姓名：苏小峰 指导老师：陈建彪 届别：2014届 专业：物理学 班级：2班 学号：201072010252
摘要：纳米TiO2 因具有良好的光催化活性、光电转化、光致发光特性等优点而倍受关注。在其众多制备方法中，水热法具有操作工艺简单、成本低廉、不产生二次污染等优点。本文简述了水热法制备的机理及其特点，介绍了常见的二氧化钛纳米管、棒、带及片的水热法制备，详细考察了水热合成中前驱体浓度、溶液pH、反应温度和反应时间对所制备的纳米TiO2 晶型、形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明：溶液 pH 值主要决定产物的晶型，水热反应温度决定产物生长维度，而前驱体浓度和反应时间是影响产物晶粒尺寸和形貌的主要因素。 关键词：二氧化钛；水热法；纳米材料； Abstract: Because of the advantages of high photocatalytic activity, good photoelec- tric conversion, the photoluminescence properties and so on, Nano-TiO2 materials have been researched with much interest at home and abroad. Among the methods prepared nano-TiO2, hydrothermal synthesis is simple and low cost method with no secondary pollution, which is a popular topic. This paper describes the formation mechanism, characteristics and four products of nanotube, nanorod, nanobelt and nanosheet of hydrothermal method. More importantly, the effects of precursor concentration, solution pH, reaction temperature and reaction time on the preparation of nano-TiO2 polymorphs, morphology and grain size are emphatically introduced. The results show that the pH value can result in some changes of crystal structure; the product of the hydrothermal reaction temperature determines the dimensions of growth, whereas the precursor concentration and reaction times are major factors to influence the grain size and morphology of product. Keywords: TiO2; hydrothermal method; nanomaterials 引言 二氧化钛(TiO2)作为一种化合物半导体，具有良好的禁带宽度、较高的催化