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表面活性剂对TiO_2纳米晶体生长动力学的影响

展红全  江向平  李小红  朱棉霞  罗志云  
【摘要】:采用水热法,分别以丙二酸、正丁醇、乙二胺为表面活性剂,研究3种体系下TiO2纳米晶体的生长过程。XRD结果显示3种体系下主要产物为锐钛矿TiO2;TEM和HRTEM结果表明在不同的生长阶段,纳米晶体的生长结构特点明显不同。分别采用定向生长理论(Orientation attachment,OA)、弗兰克尔收缩理论(Frenkel shrinking,SH)、奥斯特瓦尔德熟化理论(Ostwald ripening,OR)对3种体系下的晶体生长进行理论模拟,结果发现在丙二酸、乙二胺体系下晶体生长分为3个阶段:定向聚集生长、颗粒收缩、奥斯特瓦尔德熟化,且乙二胺体系下颗粒明显增大;但是在正丁醇体系下晶体生长仅显示明显的OR特征,不存在OA生长。理论和实验分析说明不同体系下晶体生长方式不同的主要原因是由于3种表面活性剂以及溶液pH值的不同作用。

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