兵器材料科学与工程

2020, v.43;No.298(01) 1-5

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金属离子掺杂对金红石型纳米TiO_2的稳定性影响
Effects of metal ions doping on the stability of nano-sized rutile TiO_2

陈雪莲;韦萌;潘喜强;

摘要(Abstract):

以TiCl_4为原料,采用低温水热法制备不同金属离子掺杂的纳米TiO_2粉末,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、孔径分析仪等分析金属离子掺杂对产物晶型、晶粒尺寸、形貌及比表面积的影响,以及不同金属掺杂纳米TiO_2的高温稳定性。结果表明:掺入Ce~(3+)、Re~(7+)、La~(3+)和Co~(2+)等金属离子时,制备的纳米TiO_2仍为金红石结构,掺入Zr4+时,纳米TiO_2为金红石和锐钛矿混晶结构;Ce-TiO_2、Re-TiO_2、La-TiO_2的初级粒子均为棒状,但直径和长度不同,CoTiO_2、Zr-TiO_2的初级粒子大部分呈颗粒状,且Zr-TiO_2颗粒具有高分散性,比表面积高达198.0 m~2/g;高温煅烧后,掺杂Zr~(4+)、Ce~(3+)、Re~(7+)、Co~(2+)等金属离子的纳米TiO_2粉末均出现新的晶相,其中Ce~(3+)和Co~(2+)掺杂出现锐钛矿相,Zr~(4+)和Re~(7+)掺杂出现板钛矿相;La~(3+)、Co~(2+)促进TiO_2粉末高温烧结,而Ce~(3+)和Re~(7+)的掺杂可以抑制高温烧结。整体上,金属离子掺杂对烧结影响较小,掺杂样品的晶粒尺寸仍会明显增大,比表面积显著降低。

关键词(KeyWords): TiO2;金红石;金属离子掺杂;高温煅烧;比表面积

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(21802108);; 陕西省科技厅自然科学基金(2019JQ-184);; 陕西省教育厅专项科研计划项目(17JK0611);; 西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目(YCS18112022)

作者(Author): 陈雪莲;韦萌;潘喜强;

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DOI: 10.14024/j.cnki.1004-244x.20191023.001

参考文献(References):

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