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钛酸盐的研究现状

时间:2019-02-20 17:18来源:毕业论文
钛酸盐指钛的含氧酸盐,天然存在的钛酸盐MTiO3有钙钛矿(CaTiO3)和钛铁矿 (FeTiO3);一般钛酸盐都具有混合金属氧化物的结构;按其组成可分为碱金属钛酸盐(Li4Ti5O12等)、碱土金属钛酸盐

钛酸盐指钛的含氧酸盐,天然存在的钛酸盐MTiO3有钙钛矿(CaTiO3)和钛铁矿 (FeTiO3);一般钛酸盐都具有混合金属氧化物的结构;按其组成可分为碱金属钛酸盐(Li4Ti5O12等)、碱土金属钛酸盐(CaTiO3、SrTiO3等)和稀土金属钛酸盐(LaTiO3和CeTiO3等)等;层状结构钛酸盐及钙钛矿型钛酸盐具有较好的电化学性能、光催化性能和化学催化氧化性能。其催化活性可以应用于光解水解决能源短缺问题和无机、有机催化氧化等。33416
Chen[1,2]通过HRTEM、EDX和XRD等一系列表征方法分析了具有单斜结构(a=1.603nm,b=0.375nm,c=0.9l9nm,β=101.47°)的层状H2Ti3O7钛酸盐 [3] 。钙钛矿型钛酸盐MTiO3属于ABO3型化合物,其结构如图1.1(a)所示,其中,A代表金属元素,B代表钛元素,层状钛酸盐结构的基本单元是 [TiO6]2-八面体,Ti4+位于八面体中心,6个O2-位于八面体顶点,多个八面体通过共用邻边和顶点连接,形成如图1.1(b)的结构。论文网
 钙钛矿型钛酸盐结构
三元钛酸盐化合物FeTiO3及其同构化合物MnTiO3、CoTiO3、NiTiO3具有钛铁矿结构,如图1.2所示。钛铁矿结构中金属离子的价态由化学式M2 +Ti4+ O3(M =Mn、Fe、Co、Ni)给出。
  钛铁矿型钛酸盐结构
钛酸盐晶体介电常数较高,具有铁电、压电、热电、绝缘、超导和光学等优良属性,被作为一种新型多功能材料应用于陶瓷、电子和医疗领域。所以钛酸盐系列晶体粉末的用途广泛,用量很大。至于钛酸盐的合成方法则经过一系列的演变。最先是采用高温固相合成法,在高温下煅烧钛的氧化物和金属盐制得钛酸盐,然而这种合成方法所制备的产物存在两个缺点: 一、金属盐和氧化物混合不均匀导致产物分布不均匀;二、合成所需的温度均高于1200℃,导致制备过程中的能耗比较高。

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在过去的十年里,科学研究主要集中在对纳米晶体合成的形貌控制上。纳米晶体的物理和化学性能不仅取决于它们的尺寸和形貌,还取决于它们固有的微观结构,这与采用的合成路线和合成方法有关。因此不同晶面的多面体型纳米晶体为检测在相同合成条件下获得材料的晶面属性提供了可能。通常,多面型体纳米晶体的形貌控制合成被认为是一个动态的控制过程,在这个过程中高能晶面比低能晶面生长更快,并且最终在生长中消失,结果是晶体形貌以慢增长低能晶面终止。找到一个有选择性的表面活性剂吸附在特定晶面来有效减少它的相对表面能和生长率,从而可以使纳米晶体合成出形貌控制良好的晶体。Sun等人断定聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能选择性稳定银纳米晶体{100}晶面,这有利于银纳米立方的形成[4]。Huang[5]等人报道称晶面特性多肽序列作为调节剂在纳米铂晶体选择性外露晶面的可预测合成中的使用,尽管在为特定的形貌控制纳米晶体的合成确定表面活性剂方面取得了一些进展,为一个新的材料体系选择合适的表面活性剂仍是一个试错过程,并且尚未发现确定晶面特性表面活性剂的通用方法。此外,理论研究是为了理解表面活性剂和晶面间相互连接强度是相对不足的 [6] 。
最近,一维铁电性材料如纳米线和纳米管被视为一个重要的钛酸盐结构,单晶型SrTiO3和CaTiO3已经由双金属醇盐前驱体在溶液中分解或由离子交换反应制得。
钛酸盐纳米纤维,作为一维纳米钛酸盐的一种重要形态,不仅可以视为TiO2在碱性水热法下制得的最终产品,还可以作为初始反应物制造复杂的功能材料,这些功能材料难以在温和的水热条件下使用普通反应原材料制得。基于钛酸纳米纤维的反应活性, 具有特定形态的三种钙钛矿氧化物MTiO3(M=Ca、Sr、Ba)可在低温碱性溶液通过软化学方法合成。 钛酸盐的研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190220/30516.html
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