毕业设计（论文）-纳米二氧化硅的制备及应用.doc

摘要
采用电解阳极氧化法制备TiO2纳米多孔材料,其所显示的一系列新颖的物理化学特性使其迅速成为纳米材料和金属材料研究领域的一个热点。本实验采用阳极材料为Ti—Nb合金,研究了解了电解电压、电解液浓度、以及反应温度对制备TiO2纳米多孔材料的影响,并且利用XRD、SEM、EDX等手段进行表征。实验结果表明在甘油和氟化铵混合电解液中成功制得了纳米二氧化钛,在以硝酸为电解液的阳极氧化实验中,研究发现硝酸浓度对制备纳米二氧化钛影响最大,其次是电解电压,反应温度影响最小。本论文认真地分析了阳极氧化法制备纳米TiO2中那些因素的影响,为制备纳米TiO2,寻找有效的途径提供可靠依据。
关键词: 二氧化钛纳米阳极氧化
目录
1前言 4
2文献综述 5
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TiO2基本结构和特征 6
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3实验部分 17
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4结论与前景展望 41
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5参考文献 42
致谢 44
1前言
阳极氧化法是一种新兴的制备纳米多孔金属材料的方法,由于纳米多孔金属材料所具有的一系列新颖的物理化学特性及其在光学、催化等领域的潜在应用价值,采用阳极氧化法制备纳米多孔金属材料并对其性能进行研究的报道迅速增加,已成为纳米材料和金属材料领域的一个研究热点。
纳米多孔材料是具有纳米尺寸孔洞的材料,其孔径尺寸为几纳米至几十纳米。纳米多孔金属是一种特殊的多孔材料,纳米级的孔径尺寸使其具有更高的比表面积以及其他独特的物理、化学以及力学性能,例如独特的电磁性能、更高的化学活泼性、更高的强度等。因此,纳米多孔金属具有巨大的应用潜力,目前开展的应用研究主要有催化、活化、传感、表面增强拉曼散射等。制备纳米多孔金属的主要方法有“模板法”“阳极氧化法”两种。
模板法即以多孔的氧化铝、液晶相或纳米颗粒为模板,通过复制模板的结构获得最终的纳米多孔结构。采用这种方法制备的纳米多孔金属有一个缺点,其孔径尺寸以及分布排列方式都是由模板确定的,只能通过调整模板结构进行控制,这一缺点限制了模板法的发展。
阳极氧化法阳极阳化法就是将合金放在电解液中经阳极氧化而获得纳米TiO2,通过改变不同的阳极电位、电解液、氧化时间、温度等条件得到不同尺寸的纳米TiO2。该方法操作简单易行,产品成本较低,对设备、技术要求不太苛刻,而且制得排列整齐的TiO2纳米管。因此阳极氧化在制备纳米TiO2方面具有更大优势。
虽然纳米多孔金的研究在近些年来取得了长足的发展,但是从整个领域来看,仍然处于发展的初期阶段。研究Ti—Nb合金阳极氧化过程中制备纳米TiO2有重要意义。
纳米TiO2与普通TiO2相比,具有许多优异的物理和化学性能。制备纳米TiO2,无论用溶胶凝胶法,气相沉积法,均匀沉淀法,还是水热氧化法,都不同程度地存在着许多缺点。本课题采用Ti—Nb合金为原料,利用不同于传统方法的阳极氧化法制备纳米TiO2。
2文献综述

二氧化钛是钛系的最重要产品之一,也是一种重要的化工原料,与国民经济有着密切关系。钛资源的百分之九十是用于制造二氧化钛。二氧化钛消耗量的多少,可以衡量一个的高低。二氧化钛俗称钛白,因为它不但物理化学性质十分稳定,而且还具有优良的光学、电学特性和