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合成的二氧化钛纳米粒子溶胶-凝胶技术

R.SharmilaDevi1、2,Dr.R.Venckatesh3,Dr.RajeshwariSivaraj4
  1. 研究学者、研发中心、Bharathiar大学,哥印拜陀,Tamilnadu India1
  2. Karpagam大学化学系Tamilnadu、印度哥印拜陀
  3. 化学系、政府艺术学院Udumalpet Tamilnadu、印度
  4. 生物技术学系Karpagam大学,哥印拜陀,Tamilnadu,印度
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文摘

纳米二氧化钛(二氧化钛)粉末是通过溶胶-凝胶方法合成使用钛tetraisopropoxide前体(方式确定)。制备纳米粉体是用于进一步鉴定。相变是调查一个x射线衍射仪(XRD)。的锐钛矿结构二氧化钛煅烧后得到。微观结构为特征的扫描电子显微镜(SEM)。

关键字
二氧化钛、溶胶-凝胶法、x射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱。

我的介绍。
二氧化钛是一种非常有用的半导体过渡金属氧化物材料,展示独特的特性,如低成本,容易处理,无毒性和阻力光化学和化学侵蚀。这些优势使二氧化钛材料在太阳能电池,chemicalsensors,氢气的进化,aspigments、自清洁表面和环境净化应用霍夫曼et al . [1]。氧化物纳米颗粒合成的几种方法出现越来越多的有用的,因为这些纳米粒子goodelectrical,光学和磁性不同于大部分同行王et al。[2]。
二氧化钛晶体和无定形形式存在,主要存在于三个水晶polymorphos,也就是说,锐钛矿、金红石和板钛矿。锐钛矿和金红石正方结构,whereasbrookite有斜方晶系的structureMahshid et al . [3]。二氧化钛纳米粒子的固定在适当的支持已被广泛接受,因为它可以帮助消除昂贵的相分离过程和促进实用性等催化剂的工业过程。最近,固定化二氧化钛光催化活性的粒子对大孔氧化铝泡沫陶瓷reportedPlesch et al . [4]。发现网状大孔陶瓷泡沫以开放的三维结构和低流阻提高光线渗透和流体流动是高度承诺支持光催化应用程序和水净化系统。
二氧化钛薄膜发现色素增感太阳能电池的应用(DSSC)因为他们的相互联系的孔隙网络和一个大的表面积,它允许足够的染料吸附和高效的光收获。因此,这些细胞的性能取决于性质的多孔结构和平均粒度除了阶段。~ 11%或更多的转换效率已达到laboratoryGratzeletal。[5]。然而,商业设备还没有达到那个水平。细胞的稳定性是另一个问题需要注意。一种提高的效率和稳定DSSCs可能通过优越的剥削与二氧化钛纳米颗粒电极characteristicsHagfeldt et al . [6]。
已经使用的各种光催化材料中,大部分注意力都集中在二氧化钛(二氧化钛)作为photocatalystin不同地区从水和空气处理到自清洁表面。纳米粒子已经准备通过许多方法如水filmsYi et al。[7], vesiclesYoun等。[8]和反向microemulsionsFendler et al。[8]。这些材料的化学和物理性质表现出靠,amongothers,成分和程度的同质性。因此,不同的合成策略开发多巴等。[9],高et al。[10]。如共同沉淀、火焰水解、浸渍chemicalvapourdeposition等等。溶胶-凝胶法路线展示了高潜力控制体积和表面氧化物的属性(病房等。[11],刘et al。[12], Schraml-Marth et al . [13])。根据干燥条件下获得的二元氧化物可以作为气凝胶,通过超临界干燥Pajonk et al。[14], Dusi et al。[15],或通过硅烷化的材料以前传统的干燥Sotelo et al . [16]。此外,non-hydrolytic溶胶-凝胶法路线也一直literatureHay et al . [17]。
主要研究成果最近专注于制造和表征纳米电介质材料,因为目前的技术需要非常小的颗粒大小tominiaturise微波设备和组件。特别是,二氧化钛在广泛的应用,如利用气体和温度敏感技术devicesKulwichi et al。[18], Micheli等。[19]光催化devicesLevy[20]和光电设备等。" [21]。最近,二氧化钛吸引了注意力用于制造电容器在微电子设备由于其异常高的介电常数。虽然大部分的介电性能二氧化钛微米大小的颗粒的好报告,能剧等。[22],这些纳米级的二氧化钛颗粒那么引人注意,因为在制造的困难。修改后的介电性能被用于设备,如电容器、电子和光学过滤器记忆。高介电常数和低损耗因素的宽频率范围总是伟大的interestPrasad等[23]。
溶胶-凝胶法是一个有吸引力的方法合成titaniaZhou et al . [24]。由于该方法是在溶液中进行,裁剪的某些成分均匀性等所需的结构特点,粒径,粒子形态和porosityis成为可能。颗粒的均匀分布是非常重要的对于最优控制晶粒尺寸和微观结构来维持高可靠性提Aida易卜拉欣et al . (25 - 26)。
当前工作的重点是合成高效nanosizedtitania粒子具有较大的表面积和描述准备示例使用XRD等技术,扫描电镜,红外光谱。

二世。相关工作
溶胶-凝胶法是最简单和复杂methodByun等[27]之间的各种方法,各种材料参数如粉的形态、面积、平均晶粒度和相位结构决定二氧化钛光催化活性的控制。二氧化钛具有带隙能量3.2 eV。它活跃在紫外线中,电子注入到传导带价带留下漏洞。溶胶-凝胶法路线被认为是很有前途的合成超细金属氧化物李等人[28]和二氧化钛已经广泛应用了准备particlesHague et al [29]。通过溶胶-凝胶法合成路线可以使用几种不同的percursors。在目前的研究中,我们准备了纳米级TiO2from有机金属前体-钛tetraisopropoxide(方式确定),并准备样品。

三世。实验的细节
A.Materials
二氧化钛和玻璃器皿从默克公司购买化学试剂有限公司印度。玻璃器皿是无菌蒸馏水清洗和干燥在干热灭菌器使用。
制备二氧化钛纳米颗粒
合成的二氧化钛粒子,利乐isopropoxidewas钛作为前体混合withHCl,乙醇和去离子水混合,搅拌半小时,在pH值范围为1.5。10毫升的去离子水添加上述混合物在室温下搅拌2小时。最后的解决方案是在温度和干粉末在120ºC加热1小时。

四、结果和讨论
一个。x射线衍射(XRD)分析
粉末样品使用的是铜Kα- X射线衍射仪确认二氧化钛的存在和分析结构和图1所示。峰值出现在2θ值不等的衍射峰与25.3 o 2θ,38.3 o, 48 o, 54啊,62啊,对应的晶面(101)、(004)、(200)、(105)和(204)分别指示anatasephase的二氧化钛的形成。图的峰值是在良好的协议与文献报告(Akarsuet。[30]。峰的位置与文献值和二氧化钛粒子的存在被证实。粒子的平均尺寸计算使用粉末”年代公式:
图像
b .扫描电子显微镜(SEM)分析
SEM分析是用来确定形成的反应产物的结构。薄膜样品准备的碳包覆铜网格通过滴少量的样本在网格上,额外的解决办法是删除用吸墨纸上的电影,然后SEM网格被允许把它在水银灯下的干5分钟。SEM图像hasroughly球形海绵形状和集聚纳米颗粒在图2 - 3。
图像
c .红外光谱分析
红外光谱分析是用来确定二氧化钛纳米颗粒的官能团。在视图。显示了二氧化钛纳米粒子的红外光谱谱,其中峰值在3400和1631.78 cm - 1,在光谱是由于拉伸和弯曲振动的-哦。峰在435.91 cm - 1, 466.77 cm-1to 700 cm - 1显示了Ti-O-Ti的弯曲和拉伸模式。没有达到2900 cm - 1这意味着所有有机化合物从样品中删除后段烧。
图像

诉的结论
二氧化钛纳米粒子已经成功地用湿化学合成技术。证实了二氧化钛纳米颗粒的形成粉末x射线衍射(XRD)。样本的大小和形态特征用扫描电子显微镜(SEM)。球面形状的粒子被证实通过SEM分析。

引用
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