DOI: 10.2240 / azojomo0304GydF4y2Ba

表面活性剂对TiO 2合成的影响GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米颗粒欧洲杯猜球平台GydF4y2Ba

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2010年12月27日GydF4y2Ba

vijayalakshmi和K.V. RajendranGydF4y2Ba

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AZojomo（ISSN 1833-122X）第6卷2010年12月GydF4y2Ba

涵盖的主题GydF4y2Ba

摘要GydF4y2Ba
关键字GydF4y2Ba
介绍GydF4y2Ba
实验程序GydF4y2Ba
结果与讨论GydF4y2Ba
结论GydF4y2Ba
承认GydF4y2Ba
参考文献GydF4y2Ba
详细联系方式GydF4y2Ba

摘要GydF4y2Ba

二氧化钛GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇(PEG)和十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂，采用溶胶-凝胶法成功合成了平均直径为8-18nm的纳米晶粉体。的as-synthesized TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba利用X射线衍射（XRD）、紫外吸收光谱、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对纳米粉体进行了表征，XRD图谱显示高结晶度锐钛矿型tio2GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba合成了纳米欧洲杯猜球平台颗粒。tio2的球形形貌GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba通过SEM欧洲杯猜球平台和TEM分析观察到纳米颗粒，紫外吸收边出现蓝移，这可以归因于量子限制效应GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba进行了讨论。GydF4y2Ba

关键字GydF4y2Ba

纳米颗粒、欧洲杯猜球平台粒度、表面积、粉末GydF4y2Ba

介绍GydF4y2Ba

由于半导体纳米颗粒在太阳能节约、光催化欧洲杯猜球平台和光电子领域的潜在应用，从实验和理论角度对其进行了广泛的研究[1-4]金属氧化物纳米颗粒以涂层的形式在各种基底的选择性表面修饰中发挥着重要作用GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba)是一种直接带隙n型半导体(EGydF4y2Ba_GGydF4y2Ba=3.2 eV），是许多应用中使用的最具战略意义的材料，如光催化剂、太阳能电池、透明电极和紫外激光二极管等[5-7]最近的研究表明，半导体材料的许多基本物理或化学性质强烈依赖于材料的尺寸和形态。有几种物理和化学合成方法可用于制造这种材料，包括溶胶-凝胶[8]、化学气相沉积[9]、微乳液[10]、水热法[11]在这些方法中，单源溶胶-凝胶法是应用最广泛的方法之一，它可以更好地控制化学计量组成，易于合成，具有更好的均匀性，可以生产高纯度的粉末，并且是制备纳米材料的经济有效的方法。在本研究中，我们报告了TiO 2的合成欧洲杯足球竞彩GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba通过溶胶-欧洲杯猜球平台凝胶法首次讨论了纳米颗粒以及表面活性剂CTAB（阳离子）、PEG（非离子）和SDS（阴离子）对纳米颗粒的粒径、形貌和光学性质的影响。GydF4y2Ba

实验程序GydF4y2Ba

溶胶-凝胶法合成tio2GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba将异丙氧化物钛(IV) (TTIP)溶于无水乙醇中，按Ti: HGydF4y2Ba_2.GydF4y2BaO = 1:4。用硝酸调节溶液的pH值，抑制水解过程。将上述溶液剧烈搅拌至澄清溶液，加入0.01 mol十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。搅拌后的溶胶老化24 h，转化成凝胶。为了获得纳米颗粒，将凝胶在120°C下干燥2 h欧洲杯猜球平台，最大限度地蒸发水分和有机物。然后将干凝胶研磨并在450°C下烧结得到所需的TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米晶体粉末。TiO的制备遵循同样的步骤GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米颗粒使欧洲杯猜球平台用聚乙二醇(PEG)和十二烷基硫酸钠(SDS)。GydF4y2Ba

对制备的样品进行了x射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征。用x射线衍射仪(XPERT PRO, CuKα辐射λ=1.欧洲杯足球竞彩5406 Å)分析了材料的晶体结构，扫描速度为2°/min，扫描范围为20°~ 80°。采用SEM (JEOL, JSM-67001)分析表面形貌。透射电镜使用模型JEOL-2010显微镜进行。采用SHIMDZU UV 310PC在200 ~ 800 nm范围内进行吸收光谱分析。GydF4y2Ba

结果与讨论GydF4y2Ba

图1显示了合成态TiO的XRD图谱GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba在450°C下，它们表现出各种各样的强度峰，很容易区分。这些峰的索引为（101）、（004）、（200）、（105）、（211）、（204）、（220），与TiO的报告值非常一致GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba(JCPDS 21 - 1272)。在XRD谱图中，无论是金属钛还是表面活性剂都没有发现额外的峰，这意味着形成了纯的单相氧化钛。从图1(a) (CTAB)可以看出，由于粒径较大，样品的峰值强度明显高于图1(b) (PEG)和1(c) (SDS)。利用Debye Scherrer公式计算了TiO的晶粒尺寸GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米颗粒可欧洲杯猜球平台以测定[12]。所得结果如表1所示。GydF4y2Ba

tio2的吸收光谱GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba结果如图2所示。在吸收带边表现出蓝移，这可以归因于众所周知的半导体[13]的量子尺寸效应。由于纳米粒子的尺寸较小，导致载流子波函数的空间限制，欧洲杯猜球平台这被称为量子尺寸效应。量子尺寸效应不仅包括吸收边的蓝移和激子能量，而且还包括激子结合强度和结合能[14]的增加。此外，吸收位置的蓝移从主体TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba，样品的吸收起始可以归因于TiO中电子的直接跃迁GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米晶体。在310、325和349 nm处观察到的吸收带边缘显示出与本体TiO相比的蓝移GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba(385海里)。与PEG和SDS样品(图2(b)和2(c))相比，CTAB样品发生了显著的蓝移(图2(A))。GydF4y2Ba

图1。GydF4y2Ba样品的XRD谱图GydF4y2Ba
一)CTAB TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba2 .选bGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba，c）十二烷基硫酸钠GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba

表1。GydF4y2Ba不同表面活性剂的尺寸和形貌GydF4y2Ba

表面活性剂GydF4y2Ba	粒径/纳米GydF4y2Ba	形态学GydF4y2Ba
CTABGydF4y2Ba	8－10GydF4y2Ba	球形的GydF4y2Ba
挂钩GydF4y2Ba	11GydF4y2Ba	球形的GydF4y2Ba
十二烷基硫酸钠GydF4y2Ba	12 - 18GydF4y2Ba	球形的GydF4y2Ba

通过SEM检查，使用CTAB、PEG和SDS获得的样品的表面形貌如图3（a）-（c）所示。这表明制备的TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba使用不同表欧洲杯猜球平台面活性剂的纳米颗粒呈球形，分散良好，平均晶粒尺寸约为8-20 nm。在阳离子表面活性剂CTAB的情况下，由于CTA之间的静电相互作用，CTA的团聚率低，分散性高，晶粒尺寸均匀GydF4y2Ba^+GydF4y2Ba阳离子和Ti（OH）GydF4y2Ba_6.GydF4y2Ba^2.GydF4y2Ba-阴离子，阳离子CTAGydF4y2Ba^+GydF4y2Ba凝聚成聚集体，其中含有反离子Ti（OH）GydF4y2Ba_6.GydF4y2Ba^2.GydF4y2Ba-在头部组之间的接口中相互关联，形成CTAGydF4y2Ba^+GydF4y2Ba- Ti(哦)GydF4y2Ba_6.GydF4y2Ba^2.GydF4y2Ba——对。以PEG作为非离子表面活性剂TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba由于静电相互作用和弱范德瓦尔相互作用，不可能形成，酸性溶液可以提供质子结合PEG分子通过氢键[15]。在阴离子表面活性剂SDS、辅助TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米颗粒的欧洲杯猜球平台形态无明显变化。GydF4y2Ba

CTAB、PEG和SDS辅助TiO的TEM图像GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba产品如图4 (a)-(c)所示。由图4(a)可以看出，CTAB辅助产物明显由直径为8-12 nm的球形纳米颗粒组成。欧洲杯猜球平台大多数纳米粒子分离得很好，但也有一欧洲杯猜球平台些粒子部分聚集。在我们的研究中，表面活性剂可能起到软模板的作用，我们认为通过我们的方法制备的纳米颗粒主要是通过Oswald成熟机制生长的。欧洲杯猜球平台随着反应过程的进行，溶液中出现了许多不同欧洲杯猜球平台尺寸的纳米粒子，由于表面自由能[16]较高，纳米粒子以较小的尺寸为代价生长。TiO的GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba粒欧洲杯猜球平台子通过极性力定向扩散和聚集，然后珍珠项链聚集进一步再结晶形成纳米颗粒。如图4（b）所示结果表明，产物主要由平均粒径约为11nm的凝聚纳米颗粒组成，这与Wang等人[17]报告的值相比相对较小。图4（c）显示出略微拉长的球形颗粒，尺寸范围为12-18 nm。此外，从TEM模式获得的所有样品的粒径与根据Scherrer方程计算得出的粒径相当。颗粒形成是一个非常复杂的过程。它涉及成核、生长和凝聚、絮凝，所有这些都可能受到影响表面活性剂的加入可以影响颗粒的生长、凝聚和絮凝。因此，表面活性剂在制备其他金属氧化物纳米颗粒中起着重要作用。进一步，深入研究了TiO 2的形成GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米粒子正欧洲杯猜球平台在扩展我们的理解。GydF4y2Ba

从图4（a）中所示的颗粒中获得的相关SAED图案（图5）可被标为四方锐钛矿型TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba单晶。前六个环被分配给锐钛矿相的(101)、(004)、(200)、(005)、(211)、(204)反射。GydF4y2Ba

图2。GydF4y2Ba不同表面活性剂TiO的DRS紫外吸收光谱GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba

图3。GydF4y2Ba不同表面活性剂TiO的SEM显微照片GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
a) CTAB SEM TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
b） PEG-SEM-tio2GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
c） SDS-SEM-tio2GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba

图4。GydF4y2Ba不同表面活性剂TiO的TEM显微照片GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
（a） CTAB透射电镜GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
(b) PEG TEM TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba
(c) SDS TEM TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba

图5。GydF4y2BaCTAB表面活性剂TiO的SAED模式GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

二氧化钛GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba采用溶胶-欧洲杯猜球平台凝胶法制备了粒径为8-20nm的纳米颗粒。XRD结果表明，TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba纳米颗粒为欧洲杯猜球平台单晶，四方锐钛矿相。tio2的SEM和TEM图像GydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba使用不同表欧洲杯猜球平台面活性剂的纳米颗粒分散均匀，呈球形，晶粒尺寸约为8-18nm。蓝移发生在所有病例(310,325,349nm)，而大块(385 nm)，但在CTAB辅助样品中观察到显著的蓝移。从上面的讨论可以得出结论，TiOGydF4y2Ba_2.GydF4y2Ba与PEG 欧洲杯猜球平台a非离子表面活性剂和SDS a阴离子表面活性剂制备的样品相比，使用CTAB a阳离子表面活性剂制备的纳米颗粒显示出更小的粒径。我们的结果表明，表面活性剂对减小纳米颗粒的尺寸有很大的影响。这种方便的合成策略可应用于一般的ap其他金属氧化物纳米颗粒的制备方法。GydF4y2Ba

承认GydF4y2Ba

作者感谢大学教育资助委员会(教资会)的资助。GydF4y2Ba

参考文献GydF4y2Ba

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