金属离子掺杂对金红石型纳米TiO2的稳定性影响

作者：陈雪莲; 韦萌; 潘喜强

来源：兵器材料科学与工程, 2020, 43(01): 1-5.

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

• TiO2
• 金红石
• 金属离子掺杂
• 高温煅烧
• 比表面积

以TiCl4为原料,采用低温水热法制备不同金属离子掺杂的纳米TiO2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TiO2的高温稳定性。结果表明:掺入Ce3+、Re7+、La3+和Co2+等金属离子时,制备的纳米TiO2仍为金红石结构,掺入Zr4+时,纳米TiO2为金红石和锐钛矿混晶结构;Ce-TiO2、Re-TiO2、La-TiO2的初级粒子均为棒状,但直径和长度不同,CoTiO2、Zr-TiO2的初级粒子大部分呈颗粒状,且Zr-TiO2颗粒具有高分散性,比表面积高达198.0 m2/g;高温煅烧后,掺杂Zr4+、Ce3+、Re7+、Co2+等金属离子的纳米TiO2粉末均出现新的晶相,其中Ce3+和Co2+掺杂出现锐钛矿相,Zr4+和Re7+掺杂出现板钛矿相;La3+、Co2+促进TiO2粉末高温烧结,而Ce3+和Re7+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。

• 单位
  西北化工研究院有限公司; 西安石油大学