TiO2／SnO2复合氧化物的制备和光谱特性

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二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究

二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究黑龙江省巴彦县佳木斯大学 154000摘要本文选用白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2和钛酸丁酯C16H36O4Ti作为原料在水热的条件下制备出了白云母/TiO2复合光催化剂。

通过使用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外线光谱分析仪和紫外可见光吸收光谱对其结构进行表征，并研究了复合物的光催化活性。

关键词：白云母/TiO2复合光催化剂；水热合成；光催化1概述1.1 TiO2简介云母是一种表面带有活性基团的层状硅酸铝大分子。

白云母是一种层状矿物，具有高比表面积、强吸附性和良好的化学稳定性。

白云母晶体的切片层可以提供光滑的基底，它的原子级光滑表面易于通过劈开来制备。

为了蛋白质结晶的目的，可以对云母表面进行改性，表面离子可以被各种碱金属离子交换。

改变表面离子对水层的有序性有直接影响，这被称为结构破坏或促进。

除了SFA，表面X射线衍射、原子力显微镜、分子动力学模拟和X射线反射率也被用来确定改性云母及其液体表层的表面结构。

由于白云母的(001)面沿c轴滑动，它可以有两个不同的终端，它们在(010)面上相互成镜像。

二氧化钛是三种不同的多态体：锐钛矿，金红石和板钛矿。

二氧化钛的主要来源和最稳定的形式是金红石。

这三种多态性都可以在实验室很容易地合成。

1.2光催化机理在光照条件下，TiO2表面的超亲水性起因于其表面结构的变化。

在紫外光照射下，TiO2价带电子被激发到导带，电子和空穴向TiO2表面迁移，在表面生成电子空穴对，电子与Ti反应，空穴则与表面桥氧离子反应，分别形成正三价的钛离子和氧空位。

此时，空气中的水解离吸附在氧空位中，成为化学吸附水（表面羟基），化学吸附水可进一步吸附空气中的水分，形成物理吸附层。

2实验步骤2.1酸处理白云母称取5 g白云母放入三口烧瓶中，加入浓度为20%的稀硫酸150 mL，在水浴锅中80℃搅拌25 min，冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，且用0.1mol/L氯化钡溶液检测不出SO42-，放在80℃烘箱中干燥备用。

磷钨酸TiO2复合光催化材料的制备和表征

本研究尝试以浸渍法制备H 4PW 12O 40/TiO 2高效催化剂，并通过X-射线衍射、红外分析、拉曼光谱分析等手段对H 4PW 12O 40/TiO 2光催化材料的结构形态进行了表征。

1 实验部分1.1 仪器与试剂实验中用到的仪器如表1所示。

实验所用磷钨酸，钛酸四正丁酯，硫酸铁，无水乙醇均为分析纯。

0 引言TiO 2具有优良的光催化能力，并且化学稳定性好、无毒、价廉。

然而，由于TiO 2光生电子和光生空穴容易复合，而且它的禁带比较宽，利用太阳能的效率低仅为3％，极大限制了TiO 2的应用[1-2]。

磷钨酸兼具酸性和氧化性，化学稳定性较好，催化活性高，且对环境友好，其具有的独特的结构在反应中可以进行氧或电子的传递。

将TiO 2与磷钨酸有机结合，可以形成捕获中心转移电子，增大载流子扩散长度，使空穴和电子寿命有效延长，对电子-空穴重新结合形成抑制，使光催化活性得以提升 [2-6]。

磷钨酸/TiO 2复合光催化材料的制备和表征兰文兰(哈密职业技术学院，新疆哈密 839000)摘要：采用溶胶-凝胶结合浸渍、焙烧等技术制备了H 4PW 12O 40/TiO 2光催化材料，通过X-射线衍射、扫描电镜能谱仪、红外分析和拉曼光谱分析等手段对H 4PW 12O 40/TiO 2光催化材料的结构形态进行了表征。

结果表明：TiO 2均匀固载H 4PW 12O 40，产物保留磷钨酸结构。

关键词：磷钨酸；二氧化钛；光催化剂；制备；表征表1 实验仪表集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101单相自动温控器KSY 管式电阻炉SK 精密数字(真空)压力计DP-AF 全自动转靶X 射线衍射分析仪D/max2250光催化反应器自制红外分光光度计Nico let380EDAX 能谱仪EDX-GENESIS 60S1.2 实验过程1.2.1 TiO 2的合成乙醇与钛酸丁酯溶液的制备是在10体积钛酸丁酯溶液中混入1体积无水乙醇。

选取分液漏斗将得到的溶液向蒸馏水中滴加，强力搅拌避免形成凝胶或是出现不均匀沉淀，完成滴加操作后，将溶液静置6～8h ，通过烘箱进行烘干，采取研磨煅烧的方式来制备纳米TiO 2。

TiO2-SiO2复合粒子的制备与表征

TiO2-SiO2复合粒子的制备与表征曹英杰;马铁成;郭江涛;郑传柯;颜世博【摘要】采用溶胶-凝胶技术通过水解法在SiO2表面包覆纳米TiO2,制备出TiO2-SiO2复合粒子.借助于傅立叶红外光谱、扫描电镜、透射电镜对其进行了表征,结果表明TiO2成功地包覆在SiO2的表面.通过采用X射线衍射定量分析方法来测量复合粒子中锐钛矿型二氧化钛的质量分数,得出当pH=2、SiO2与TiO2摩尔比10∶90、煅烧温度750 ℃为最佳制备条件;通过复合粒子和二氧化钛粒子分别对甲基橙溶液进行光催化降解的比较表明,复合粒子光催化效果比较好.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2009(028)005【总页数】4页(P343-346)【关键词】TiO2-SiO2复合粒子;溶胶-凝胶;光催化【作者】曹英杰;马铁成;郭江涛;郑传柯;颜世博【作者单位】大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;山东银凤陶瓷集团,山东临沂371300;山东银凤陶瓷集团,山东临沂371300【正文语种】中文【中图分类】TQ134.110 引言纳米TiO2可应用于太阳能贮存与转换、光化学转换、废水处理等[1]。

由于纳米TiO2不仅具有独特的光电化学性质，而且对人体无毒害、成本低,人们采用了多种掺杂技术[2]提高纳米 TiO2光催化效率。

Mingxian Liu等人[3]利用微乳液的方法在常压下制备TiO2-SiO2复合粒子，并研究了它们的光催化性能；宋秀芹[4]和Kaifeng Yu[5]等人曾采用逐层自组装方法制备TiO2-SiO2复合粒子及TiO2粉体；R.M.Mohanmed[6]利用紫外光诱导法合成Pt-TiO2-SiO2的复合粒子。

TiO2的3种晶相中，锐钛矿结构具有良好的光催化活性，尤其是当粒径尺寸下降到纳米级，是在环保方面有广阔应用前景的光催化材料[7]。

关于TiO2复合的原理和掺杂的原理

TiO2复合对TiO2的复合一般可分为半导体复合，表面光敏化和贵金属沉积三种类型。

复合作用能实现对TiO2中光生电子-空穴的分离，同时复合物也增加对可见光的吸收。

(1)半导体复合将TiO2与其它能带结构不同的半导体进行复合，称为半导体复合。

将TiO2与其它半导体复合，当两者Eg匹配时，可以有效促进TiO2和半导体化合物中光生电子-空穴的分离，如图1-14所示[27]。

复合半导体又可分为宽带隙复合和窄带隙复合，宽带隙复合是为了促使光催化剂的光生载流子的有效分离，从而抑制电子空穴的复合，提高光催化效率。

窄带隙复合在抑制电子空穴复合的同时，也可拓展光催化剂对光的响应，最终提高了光的利用效率宽带隙复合是用与TiO2的Eg相当的半导体对其进行修饰，两者的带隙可以相同，但两者的导带价带的位置不能相同，这样才能使电子和空穴存在于复合半导体不同的相中。

窄带隙复合是指用Eg小于TiO2的半导体对其进行修饰。

窄带隙复合可以有效扩展了光催化剂对光的响应，同时也抑制了电子空穴的复合。

其中CdS修饰TiO2是最典型的例子图1-4 半导体/TiO2复合体系载流子迁移示意图[27]Fig. 1-4 Schematic diagram of the semiconductor/TiO2 charge transportation[27](2)表面光敏化表面光敏化一般是指在TiO2的表面，以物理吸附或化学吸附的方式，将具有可见光活性的有机化合物复合在其表面。

图1-15为染料光敏化TiO2的原理[27]。

有机染料在可见光的激发下，VB电子跃迁至CB。

图1-5 TiO2表面光敏化示意图[27]Fig. 1-5 Schematic diagram of the TiO2 photosensitization[27](3)表面贵金属沉积贵金属沉积一般是指在TiO2的表面沉积某种贵金属形成纳米级的量子点，以改变体系中的电子分布结构，从而增强TiO2的光催化活性。

MnOxTiO2复合材料制备及光催化性能研究

Vol.32No.06（SerialNo.311）FOSHANCERAMICS1前言伴随着工业的快速发展，污染物被大量排放到自然环境中，给人类健康与生命安全带来巨大威胁，污染物处理成为人们密切关注的焦点问题[1]。光催化是一种基于太阳能的污染物处理的有效技术路径，人们设计、合成了大量的光催化剂如氧化物、金属颗粒、MOF等来解决严重的环境问题[2-4]，其中TiO2凭借无毒性、低成本、光催化性能优异等优势，被认为是一种应用前景广阔的光催化材料。TiO2光催化合成与机制研究方面已有大量研究工作，但该材料存在禁带宽度宽，光能利用区域仍受限于紫外光波段。同时，光生电子与空穴复合率高，严重制约了材料光催化效果，影响了材料的应用[5，6]。为解决上述问题，人们对光催化剂做了大量改性研究工作，复合结构设计是其改性研究的一个重要方向[7-9]，如MnO2/TiO2

复合材料在光能利用率与电子空穴有效分离方面就有

明显的优势，在光催化、有害金属离子处理等方面有较好的应用前景[10]。本文采用水热法辅助制备了MnOx/TiO2

复合材料，并研究了该材料在模拟太阳光照射下对亚甲

基蓝的光催化活性，比较了酸、碱性条件下复合材料对

亚甲基蓝的光催化活性，对于复合光催化的开发与应用具有重要意义。

2样品制备与试验方法

配制10mol·L-1NaOH溶液，称取3.0000gTiO2加入上述溶液，后转移至水热釜，在180℃下保温6h，待冷却后，过滤、清洗，再在稀硫酸溶液中浸泡数小时，烘干，再在500℃下煅烧2h，制得TiO2[11]。

按照n(Ti)/n(Mn)=2:1、1:1、1:2和1:3，将称量好的TiO2加入到离子水中，然后再加入适量的高锰酸钾与无水乙醇，加入量所制样分别标记为S1、S2、S3和S4。搅拌约1h后，将上述溶液分别转移至反应釜，在120℃下保温2h，待冷却至室温后，过滤，用无水乙醇、去离子水洗至中性，滤饼在90℃条件下干燥。干燥后，将样品再在900℃下焙烧3h，后研磨、过筛得到样品。

TiO_2基复合纳米材料的制备及其光催化性能研究

TiO_2基复合纳米材料的制备及其光催化性能研究面对日益严重的能源短缺问题和环境污染问题,寻找一种能够高效利用太阳能降解有机污染物的光催化剂成为当前研究的热点。

在众多光催化剂中,TiO2光催化材料表现出较高的催化活性,且其物理化学性质稳定、无毒副作用、费用低廉。

然而,传统的TiO2材料吸收光谱范围窄,禁带宽度较宽（3.2eV）,只能被紫外光激发,对可见光的利用率较低。

因此,TiO2光催化材料的改性研究的重点在于拓宽其光响应范围,提高对可见光的吸收能力,使其充分利用太阳光。

基于此,本文将过度金属氧化物与TiO2复合,制备具有p-n结结构的复合纳米材料,并以典型有机污染物亚甲基蓝、邻氯苯酚以及可挥发性污染物（VOCs）的光催化降解实验考察各改性材料的光催化性能。

本文选取p型半导体NiO和Co3O4对TiO2进行改性,缩小TiO2的禁带宽度,提高对可见光的吸收能力,并通过构建p-n异质结形成半导体复合界面的内电场,抑制光生电子和空穴的复合,提高电子传输效率,从而提高纳米材料的光催化效率。

本文主要研究内容及结果如下:（1）水热法合成了NiO/TiO2复合纳米材料,通过TEM和HRTEM表征结果说明合成的NiO/TiO2光催化剂为平均直径180nm的棒状纳米材料,尺寸均匀且结构稳定,主要暴露晶面为锐钛矿型TiO2的101晶面和NiO的200晶面。

TiO2的制备方法综述

纳米TiO2的制备方法综述纳米二氧化钛是一种新型的无机材料,粒径在10nm～50nm，具有粒径小、比表面积大、磁性强、光催化、吸收性能好,吸收紫外线能力强 ,表面活性大、热导性好、分散性好、所制悬浮液稳定、对人体无毒、价格低廉等优点，故其在诸多半导体光催化剂中脱颖而出，应用领域至今已遍及有机废水的降解、重金属离子的还原、空气净化、杀菌、防雾等众多方面。

由于其独特的性能和广泛的用途 , 纳米二氧化钛受到了国内外科学界的高度重视。

目前，纳米二氧化钛的制备根据反应物的相态，可以分为固相法、气相法和液相法，其中液相法是比较常用的一种制备方法固相法合成纳米二氧化钛是利用热分解或固相—固相的变化来进行的。

基础的固相法是钛或钛的氧化物按一定的比例充分混合 ,研磨后进行煅烧 ,通过发生固相反应直接制得纳米TiO2粉体 ,或者是再次粉碎得到TiO2纳米粉体。

固相法主要包括热分解法，固相反应法，火花放电法等。

固相法的主要优点是：经济，工艺过程和设备简单，但是耗能较大；由于固相反应反应不充分，因此产物的纯度不能得到很好的保证；此外由于固相法一般需要高温煅烧，得到的产物一般粒度大且分布不均匀。

因此，固相法只适用于对产品纯度和粒度要求不高的情况。

气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体 ,使之在气体状态下发生物理或化学反应 , 最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米TiO2的方法。

用气相法制备的二氧化钛纳米粒子具有粒度细、化学活性高、粒子呈球形、单分散性好、凝聚粒子少、可见光透过性好、吸收紫外线的能力强等特点，易于工业放大，实现连续生产。

目前常见的方法有气相合成法和气相沉积法。

气相合成法是一种传统的方法。

其生产原理如下：Ti+2Cl2=TiCl4TiCl4+2H2+O2=TiO2+4HCl↑与其他方法相比，气相氢氧焰水解法[1]有以下优点：原料TiCl4获得容易，产品无需粉碎，生成的例子凝聚少，纯度高，粒度小，且粒度分布均匀。

《多层复合与共掺杂TiO2薄膜的制备、结构及性能研究》

《多层复合与共掺杂TiO2薄膜的制备、结构及性能研究》一、引言随着科学技术的不断发展，光电子器件的制造和应用已经逐渐成为科技研究的前沿领域。

在众多光电子材料中，TiO2因其优异的物理和化学性质，如高稳定性、高折射率、良好的光电性能等，被广泛用于光催化、光电器件、太阳能电池等领域。

近年来，多层复合与共掺杂技术为TiO2薄膜的制备和性能提升提供了新的研究方向。

本文旨在研究多层复合与共掺杂TiO2薄膜的制备方法、结构特征及性能表现。

二、多层复合与共掺杂TiO2薄膜的制备制备多层复合与共掺杂TiO2薄膜，主要采用溶胶-凝胶法、物理气相沉积法、化学气相沉积法等方法。

本文采用溶胶-凝胶法，通过控制反应条件，制备出具有不同层数和掺杂元素的TiO2薄膜。

在制备过程中，我们控制了温度、pH值、反应时间等参数，以确保薄膜的质量和性能。

三、多层复合与共掺杂TiO2薄膜的结构通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段，我们研究了多层复合与共掺杂TiO2薄膜的微观结构。

结果显示，多层复合技术使薄膜具有更为致密的结构，而共掺杂技术则能在一定程度上改变TiO2的晶格结构，从而提高其光电性能。

四、多层复合与共掺杂TiO2薄膜的性能1. 光吸收性能：通过紫外-可见光谱分析，我们发现多层复合与共掺杂技术能有效提高TiO2薄膜的光吸收性能，特别是在可见光区域的吸收有所增强。

2. 光电性能：在光电流测试中，我们发现共掺杂技术能显著提高TiO2薄膜的光电转换效率，而多层复合技术则能提高薄膜的稳定性。

3. 催化性能：在光催化实验中，多层复合与共掺杂TiO2薄膜表现出优异的催化活性，特别是在降解有机污染物方面表现突出。

五、结论本研究通过多层复合与共掺杂技术制备了TiO2薄膜，并对其结构及性能进行了系统研究。

结果表明，多层复合技术能提高薄膜的致密性和稳定性，而共掺杂技术则能改善TiO2的光电性能和催化性能。

TiO2及其石墨烯复合材料制备和光电性能研究的开题报告

TiO2及其石墨烯复合材料制备和光电性能研究的开
题报告
一、研究背景
二氧化钛（TiO2）是一种重要的半导体材料，具有良好的光电性能，在光催化、光电子器件等领域有广泛的应用。

然而，TiO2在照明等低能
量应用中存在光学效率低的问题，因此需要寻找新的材料或方法来提高
其光学性能。

石墨烯是一种具有单原子厚度的二维材料，具有优异的电学和光学
性能，可以与TiO2复合制备出具有优异性能的材料。

本研究旨在制备TiO2及其石墨烯复合材料，并研究其光电性能，探究其在光电子器件等领域的应用前景。

二、研究内容
（1）制备TiO2及其石墨烯复合材料
本研究将采用水热法、溶胶-凝胶法等方法制备纳米TiO2，并将石墨烯掺杂其中制备TiO2及其石墨烯复合材料。

（2）表征复合材料的结构和形态
利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段表征制备的TiO2及其石墨烯复合材料的结构、形态和
晶体结构等特性。

（3）研究复合材料的光电性能
利用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、荧光光谱仪等手段研究制备
的复合材料的光学性质和光催化性能，探究其在光电子器件、光催化等
领域的应用前景。

三、研究意义
本研究将为寻求提高TiO2光电性能的新方法提供一定借鉴，并为石墨烯在能源转换、环境治理等领域的应用提供新思路。

同时，本研究对于促进石墨烯在材料科学、工程及其他领域的研究有一定推动作用。

TiO2的实验报告

纳米TiO2的制备及其光催化性能的检验实验报告一、实验目的：1、了解纳米TiO2的性质及应用。

2、掌握制备纳米TiO2的原理和方法，并比较不同方法的优缺点。

3、掌握检验纳米TiO2光催化性能的一般方法。

4、掌握离心机、分光光度计等仪器的使用方法。

二、性质：（1）基本化学性质：纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。

不与空气中CO2 ,SO2,O2等反应,具有生物惰性。

纳米TiO2具有热稳定性,无毒性。

与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。

相对密度约4.0。

熔点1855℃。

（2）光催化：纳米TiO2是一种n型半导体材料,禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.0eV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm 的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成•O2-,而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的•OH,反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性, 氧化降解大多数有机污染物,同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质被直接氧化分解,这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用,对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同。

这些原子氧、氢氧自由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成CO2、H2O 及一些简单的无机物,从而杀死细菌,清除恶臭和油污。

此外,半导体表面产生的高活性电子具有很强的还原能力,电子受体可直接接受光生电子而被还原, 故也可用来还原去除环境中的某些特定污染物,如: Cu2+等有毒离子。

另外,光催化效率与激发态电子、空穴到达表面的时间有关, 纳米TiO2粒子作为光催化剂, 其粒径越小,电子、空穴到达反应表面的数量越多,光催化效率越高但是,由于TiO2本身禁带宽, 产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短, 光响应范围较窄, 使光催化活性受到了一定的限制,且利用的光谱范围受到一定的限制。

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第２５卷，第１２期　２　０　０　５年１　２月　光谱学与光谱分析　Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．１２，ｐｐ１９４７—１９４９　

Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００５　

ＴｉＯ２／ＳｎＯ２复合氧化物的制备和光谱特性　刘成林　，钟菊花　，李远光　，张兆奎　１．盐城师范学院物理系，江苏盐城２２４００２　２．华东理工大学物理系，上海２００２３７　

摘要为了研究Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ复合氧化物的光学特性，用胶体化学方法制备了以ＳｎＯｚ为内核的ＴｉＯｚ／ＳｎＯｚ　复合氧化物，并且用紫外一可见光吸收光谱、ｘ射线衍射和红外光谱对Ｔｉ０２／ＳｎＯｚ复合氧化物的特性进行了　分析。结果显示：Ｔｉ０２和Ｔｉ０２／ＳｎＯｚ的能带宽度分别为４．１３和３．８６　ｅＶ，表现出量子尺寸效应；ＴｉＯｚ／ＳｎＣｈ　在紫外区域具有宽的强吸收带。ｘ射线衍射中Ｔｉ０２的（１１０）衍射峰的位置移动了１．６。，强度也发生了变化；　与ＴｉＯｚ红外光谱相比，Ｔｉ０２／ＳｎＯｚ中Ｔｉ一０键的伸缩振动由５００　ＣＩＴＩＩ１移到了６５６　ＣＩＴＩ一，并有５６０　ＣＩＴＩＩ１的肩　峰，与吸附水相应的１　６５０　ＣＩＴＩＩ１附近的吸收峰和３　４２０　ＣＩＴＩＩ１的吸收峰均有所增加。　

主题词Ｔｉ０２／ＳｎＯｚ；复合氧化物；制备；特性　中图分类号：（３６１２．４；０４８４．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—０５９３（２００５）１２—１９４７—０３　

ＴｉＯｚ是一种典型的无机功能材料，通过溶胶一凝胶制备　的ＴｉＯｚ具有良好的化学稳定性、光学透过率等，在光学材　料、光电材料和光催化等方面有着广泛的应用　Ｊ，目前主要　用于减反射涂层，低介电层状电容器等。ＳｎＯｚ也是一种无机　半导体材料，在可见光区域内具有透明性好、减反射特点明　显等优点，被广泛应用于太阳能电池、透明电极、电光装置、　气敏元件等方面　·　。复合氧化物材料最近几年引起了人们　广泛的关注，并且在光电器件、气敏传感器、催化剂和光催　化等方面具有实际的应用　』。ＴｉＯｚ和ＳｎＯｚ具有相似的空间　结构和晶格参数，使它们能够在一定的条件下形成ＴｉＯｚ／　ＳｎＯｚ复合氧化物材料＿５Ｉ８］。本文用胶体化学方法制备ＴｉＯｚ／　

ＳｎＯｚ复合氧化物，并对其性能进行研究。　

１实验　１．１　Ｔｉ０２／ｓｎ０２复合氧化物的制备　ＳｎＯｚ胶体参照文献［９］的方法制备。将钛酸丁酯的乙醇　溶液逐滴加入到ＳｎＯｚ胶体溶液中，钛酸丁酯水解，在ＳｎＣｈ　胶粒的表面包裹一层ＴｉＯｚ后猛烈下降（成凝胶状）。控制钛　酸丁酯的加入量便可以控制ＴｉＯｚ层的厚度，然后加入少量　的ＨＣ１溶液，使颗粒重新悬浮，用去离子水稀释到一定的浓　度，最终ｐＨ值控制在１．８左右。在８０℃恒温水浴中干燥，　形成ＴｉＣｈ／ＳｎＯｚ凝胶，５００℃左右热处理１　ｈ，制备成ＴｉＯｚ／　

ＳｎＣｈ微晶。　

收稿日期：２００４—０４—２８。修订日期：２００４—０８—１２　基金项目：江苏省教育厅自然科学研究项目（０２ＫＪＢ１４０００８）资助　作者简介：刘成林，１９６４年生，盐城师范学院物理系副教授，硕士　

１．２测试手段　紫外一可见光吸收光谱用日本岛津ＵＶ－２２０１型分光光度　计在室温下测定。ｘ射线衍射用日本理学Ｄ／ｍａｘ－７Ｂ　Ｘ射线　衍射仪，ｃｕ靶Ｋａ线，管压４０　ｋＶ，电流６０　ｍＡ。红外光谱用　美国Ｎｉｃｏｌｅｔ　５ＳＸＣ　ＦＩ＂ＩＲ红外光谱仪，采用ＫＢｒ压片测得。　

２结果与讨论　２．１紫外．可见光吸收光谱　图１是Ｔｉ０２（口）和ＴｉＣｈ／ＳｎＣｈ（ｂ）胶体的紫外一可见光吸　收光谱。Ｔｉ０２胶体的最强吸收在２２６　ｎｎｌ左右，而Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ　在２１０　２８０　ｎｎｌ的范围内有一个宽的吸收带，吸收还比较　强，说明ＴｉＣｈ／ＳｎＣｈ对紫外光的吸收能力增加了。根据超微　粒的表观光学带隙和吸收光谱的关系　，可以推知ＴｉＣｈ的　表观光学带隙为４．１３　ｅＶ（波长为３０１　ｎｎ１），相对于ＴｉＣｈ禁　带宽度（３．２　ｅｖ）　¨具有一定程度的“蓝移”现象，主要是由于　量子尺寸效应引起的。ＴｉＣｈ／ＳｎＣｈ胶体的表观光学带隙为　３．８６　ｅＶ（波长为３２２　ｎｎ１），相对于Ｔｉ０２的禁带宽度也有“蓝　移”现象，但“蓝移”量减小。由于Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ胶体的制备是在　ＳｎＣｈ胶体中加入钛酸丁酯水解得到的。根据异相成核理论，　Ｔｉ０２是包裹在ＳｎＣｈ胶体的表面，形成以ＳｎＣｈ纳米颗粒为　内核的Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ复合氧化物。在成核过程中Ｔｉ０２／ｓｎ０２复　合氧化物的颗粒会长大，但直径变化不是很明显，因而仍出　现“蓝移”现象，说明ＴｉＣｈ膜的厚度比较小。　

维普资讯 http://www.cqvip.com １９４８　光谱学与光谱分析　第２５卷　２００　２５ｏ　３００　３５０　４００　４５０　５００　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ　

Ｆｉｇ．１　ＵＶ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆｎ　（ａ）ａｎｄＴｉＯｄＳｎＯ￣（ｂ）ｃｏｌｌｏｉｄ　

２．２　ｘ射线衍射　图２是Ｔｉ０２（口）和Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ（６）微晶的ｘ射线衍射曲　线。根据文献［１２　Ｊ可知：Ｔｉ０２主要是以锐钛矿结构存在。但　是Ｔｉ０２和Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ微晶的（１１０）衍射峰的位置是不相同　的，分别为２５．１４。和２６．７４　，相差１．６。，而且强度发生了改　变。最明显的是Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ的衍射中出现了３３．６６。（１０１），　５２．５５　（２１１）和６６．５８。（３０１）的ＳｎＯｚ衍射峰　，Ｔｉ０２的　４７．８８。（２ｏｏ）衍射峰消失。同时在５０．５。－－５５．５。范围内形成一　个宽峰，没有明显的Ｔｉ０２的（１０５）和（２１１）（分别在５４。和　５５。）衍射峰，说明Ｔ　层很薄。利用ｘ射线衍射宽化分析　法，取最强峰的２　值和衍射峰的半宽度，代入Ｓｈｅ￣ｅｒ公　式　］　Ｄ＝ＩＧ／ＢｏｏｓＯ　（１）　其中Ｄ为晶粒的尺寸，　为入射光的波长，Ｂ为衍射峰的半　宽度，　为衍射角，Ｋ为Ｓｃｈｅｍｅｒ常数，通常取０．９～１．０。可　以求出Ｔｉ０２颗粒的粒径为２．７６　ｎｒｎ，Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ晶粒的尺寸　分别为５．２２　ｎｒｎ。　

ｅ　童　ｌ　

ｌ￡　０　

２Ｏ　３ｏ　４０　５ｏ　６０　７０　２０／（。）　Ｆｉｇ．２　ＸＲＤｏｆ　ｎ０２（ａ）ａｎｄｎ０２／ｓＩｌ　（ｂ）ｍｉｃｒｏ－ｃｒｙｓｔａｌ　

２．３红外光谱　图３是Ｔｉ０２（口）和Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ（ｂ）微晶的红外光谱。　

Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ和Ｔｉ０２微晶的红外光谱基本上与文献［１４　Ｊ相似，　但由于制备方法和材料超微化的影响，分子内部结构可能发　生了一些变化，使红外光谱出现了一些新的特征。Ｔｉ０２微晶　中Ｔ卜０键伸缩振动没有出现宽的吸收带，仅在５００锄Ｉ１附　近出现一个吸收峰。１　６５０锄Ｉ１附近的吸收峰是Ｔｉ０２表面吸　附水分子的Ｈ－—０一Ｈ键之间的弯曲振动。３　４２０锄Ｉ１附近　的宽吸收峰是Ｔｉ０２表面吸附水分子或羟基（）＿一Ｈ键的伸缩　振动。Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ的红外光谱中，在６５６锄Ｉ１处有强吸收峰，　在５６０锄Ｉ１处有一个肩峰，与Ｔｉ０２的红外光谱不同。而结　构型式与ＳｎＣｈ标准谱类似　，但峰位稍有变化，肩峰的吸　收增强，主峰的吸收减弱。在１　６４０锄Ｉ１处同样也出现了表　面吸附水分子的　—０一Ｈ键之间的弯曲振动，但强度大于　Ｔｉ０２中１　６５０锄－１处的吸收峰。在３　４２０锄Ｉ１处都出现　０Ｈ的吸收峰，强度有所增加，说明Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ表面对水的　吸附能力增强，因而有望成为很好的湿敏材料　。　

４０００　３０００　２０００　１　０００　５００　Ｗａｖｅ　ｎｕｍｂｅＶｅｍ一　Ｆｉｇ．３　ＩＲ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆｎ　（ａ）ａｎｄ１　／ｓＩｌ　（ｂ）　

ｍｉｃｒｏ－ｃｒｙｓｔａｌ　

３结论　用胶体化学方法制备了Ｔｉ０２和具有ＳｎＣｈ内核的ＴｉＣｈ／　ＳｎＣｈ的胶体和微晶。紫外一可见光吸收光谱出现“蓝移”现象，　说明它们具有量子尺寸效应；在紫外区域宽的强吸收带，使　Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ具有更好的抗紫外线的能力。Ｔｉ０２和Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ　的ｘ射线衍射和红外光谱以Ｔｉ０２为主要特征，也出现了一　些新的现象。特别是ｘ射线衍射中Ｔｉ０２的（１１０）衍射峰的位　置发生了移动，强度也产生了变化；Ｔｉ０２／ＳｎＯｂ红外光谱中　Ｔｉ一０键的伸缩振动峰在６５６锄，并有５６０锄Ｉ１的肩峰，　与吸附水相应的１　６５０锄Ｉ１附近的吸收峰和３　４２０锄Ｉ１的吸　收峰均有所增强，表现出对水的敏感性，可以制成湿敏元　件。　

．　＾１０　盆＿１０们ｑｖ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１２期　光谱学与光谱分析　１９４９　［１］　［２］　［３］　参　考　文　献　Ｐｉｃｈｏｔ　Ｆ，Ｐｉｔｔｓ　Ｊ　Ｒ，Ｇｒｅｇｇ　Ｂ　Ａ．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２０００，１６：５６２６．　ＢｕｅｎｏＰＲ，ＬｄｔｅＥＲ，ＢｕｌｈｏｅｓＬＯＳ，ｅｔａ１．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆｔｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ，２００３，‘２３：８８７．　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇ－ｓｕｏ，ＺＩ－ＩＡＮＧ　Ｘｉｎｇ－ｔａｎｇ，　Ｎ　Ｙａｎ－ｈｕｉ，ＴＩＡＮ　Ｂａｏ－ｌｉ，ＣＨＥＮＧ　Ｋｅ，ＨＩＩＡＮＧ　Ｙａｏｂｉｎ，ＤＵ　Ｚｕ－ｌｉａｎｇ（张忠锁，张兴堂，陈艳　辉，田宝丽，程钶，黄亚彬，杜祖亮）．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ（光谱学与光谱分析），２００３，２３（１）：９８．　Ｚａｋｒｚｅｗｓｋａ　Ｋ．Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，２００１，３９１：２２９．　Ｏｌｉｖｄｒａ　Ｍａｒｃｅｌａ　Ｍ，Ｓｃｈｎｉｔｚｌｅｒ　Ｄａｎｉｅｌｌｅ　Ｃ，Ｚａｒｂｉｎ　Ａｌｄｏ　Ｊ　Ｇ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１５：１９０３．　ＶｉｎｏｄｇｏｐａｌＫ，Ｋａｍａｔ　ＰｒａｓｈａｎｔＶ．ＥｎｖｉＩｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ．，１９９５，２９：８４１．　ＭａｈａｎｔｙＳ，ＲｏｙＳ，ＳｅｎＳｕｃｈｉｔｒｄ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ，２００４，２６１：７７．　ＺＨＥＮＧ　Ｓｈｕｎ－ｘｕａｎ，ＬＵＯ　Ｑｕｎ－ｂｉａｏ，ＧＵＯ　Ｓｉ．ｇａｎ（郑顺镟，罗群标，郭斯淦）．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ（光谱学与光谱分析），　１９９９．１９（１）：８．　［９］Ｓｅｎｇｕｔｔｕｖａｎ　Ｔ　Ｄ，Ｍａｌｈｏｔｒａ　Ｌ　Ｋ．Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，１９９６，２８９：２２．　［１０］ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇ－ｌｉｎ，ＺＨＯＮＧ　Ｊｕ－ｈｕａ，ＺＩ－ＩＡＮＧ　Ｚｈａｏ－ｋｕｉ（刘成林，钟菊花，张兆奎）．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ（光谱学与光谱分析）　２００３，２３（１）：１５４．　ＫｏｎｇＬＢ，Ｍａ　Ｊ，ＨｕａｎｇＨ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＡｌｌｏｙｓ　ａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０ｏ２，３３６：３１５．　Ｎｏｚａｋｉ　Ｃｈｉｋａ，Ｔａｂａｔａ　Ｋｅ　ｉ，Ｓｕｚｕｋｉ　Ｅｉｊｉ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，１５４：５７９　Ｄｅｎｇ　Ｙ，Ｙｉｎ　Ｚ，Ｃｈｅｎ　Ｑ，ｅｔ　ａ１．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，１３８４：２４８．　Ｚｈａｏ　Ｊｉｎｇｚｈｅ，Ｗａｎｇ　Ｚｉｃｈｅｎ，Ｗａｎｇ　Ｌｉｗｅｉ，ｅｔ　ａ１．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９８，３７：１４９．　Ｐｏｐｅｓｃｕ　Ｄ　Ａｍａｌｒｉｃ，ＶｅｒｄＤＩ＇ＳＺ　Ｆ　Ｂｏｚｏｎ．Ｃａｔａｌｙ￣ｓ　Ｔｏｄａｙ，２０ｏ１，７０：１３９．　