注册 English

溶剂热法合成锐钛矿型二氧化钛纳米晶的形状演化规律

徐正侠 ,  杨继涛 ,  刘康 ,  郭小强

downloadPDF
引用本文: 徐正侠, 杨继涛, 刘康, 郭小强. 溶剂热法合成锐钛矿型二氧化钛纳米晶的形状演化规律[J]. 物理化学学报, 2016, 32(2): 581-588. doi: 10.3866/PKU.WHXB201512014 shu
Citation:  XU Zheng-Xia, YANG Ji-Tao, LIU Kang, GUO Xiao-Qiang. Shape Evolution Behavior of Anatase Titania Nanocrystals via the Solvothermal Method[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(2): 581-588. doi: 10.3866/PKU.WHXB201512014 shu

溶剂热法合成锐钛矿型二氧化钛纳米晶的形状演化规律

  • 1.

    1 燕山大学建筑工程与力学学院, 河北秦皇岛 066004;

  • 2.

    2 中原工学院能源与环境学院, 郑州 450007

    • 通讯作者: 徐正侠
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51408528) (51408528)

    河北省自然科学基金(E2014203089)资助项目 (E2014203089)

摘要: 以钛酸四丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,月桂酸和十二胺为共同稳定剂,采用溶剂热法制备了不同形状的锐钛矿型二氧化钛纳米晶。利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和热失重-差热分析(TG-DTA)等技术对纳米晶的结构、尺寸、形貌及形状进行了系统的表征,并探讨了月桂酸与十二胺不同配比时纳米晶的形状演化规律。结果表明:用溶剂热法在不同配比情况下获得的二氧化钛均为锐钛矿相;在月桂酸与十二胺总摩尔量不变的情况下,随着十二胺含量的增加,二氧化钛纳米晶的形状由球形逐渐演化为棒状,且结晶化程度在两者摩尔比为1:1时最好;月桂酸与十二胺稳定剂与纳米晶内核之间以桥接配位体的形式结合,且稳定剂在样品中的含量约为5%。

English

    1. [1]

      (1) Wu, H. B.; Hng, H. H.; Lou, X.W. Adv. Mater. 2012, 24 (19), 2567. doi: 10.1002/adma.v24.19(1) Wu, H. B.; Hng, H. H.; Lou, X.W. Adv. Mater. 2012, 24 (19), 2567. doi: 10.1002/adma.v24.19

    2. [2]

      (2) Xu, P. C.; Liu, Y.; Wei, J. H.; Xiong, R.; Pan, C. X.; Shi, J.Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (8), 2261. [许平昌, 柳阳, 魏建红, 熊锐, 潘春旭, 石兢. 物理化学学报, 2010, 26 (8), 2261.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100815(2) Xu, P. C.; Liu, Y.; Wei, J. H.; Xiong, R.; Pan, C. X.; Shi, J.Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (8), 2261. [许平昌, 柳阳, 魏建红, 熊锐, 潘春旭, 石兢. 物理化学学报, 2010, 26 (8), 2261.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100815

    3. [3]

      (3) Liu, B.; Aydil, E. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (11), 3985.(3) Liu, B.; Aydil, E. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (11), 3985.

    4. [4]

      (4) Wang, D.; Choi, D.; Li, J.; Yang, Z.; Nie, Z.; Kou, R.; Hu, D.; Wang, C.; Saraf, L. V.; Zhang, J.; Aksay, I. A.; Liu, J. ACS Nano 2009, 3 (4), 907. doi: 10.1021/nn900150y(4) Wang, D.; Choi, D.; Li, J.; Yang, Z.; Nie, Z.; Kou, R.; Hu, D.; Wang, C.; Saraf, L. V.; Zhang, J.; Aksay, I. A.; Liu, J. ACS Nano 2009, 3 (4), 907. doi: 10.1021/nn900150y

    5. [5]

      (5) Wang, C.; Yin, L.; Zhang, L.; Qi, Y.; Lun, N.; Liu, N.Langmuir 2010, 26 (15), 12841. doi: 10.1021/la100910u(5) Wang, C.; Yin, L.; Zhang, L.; Qi, Y.; Lun, N.; Liu, N.Langmuir 2010, 26 (15), 12841. doi: 10.1021/la100910u

    6. [6]

      (6) Yang, H. G.; Sun, C. H.; Qiao, S. Z.; Zou, J.; Liu, G.; Smith, S.C.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. Nature 2008, 453 (7195), 638. doi: 10.1038/nature06964(6) Yang, H. G.; Sun, C. H.; Qiao, S. Z.; Zou, J.; Liu, G.; Smith, S.C.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. Nature 2008, 453 (7195), 638. doi: 10.1038/nature06964

    7. [7]

      (7) Liu, G.; Yang, H. G.; Pan, J.; Yang, Y. Q.; Lu, G. Q.; Cheng, H.M. Chem. Rev. 2014, 114 (19), 9559. doi: 10.1021/cr400621z(7) Liu, G.; Yang, H. G.; Pan, J.; Yang, Y. Q.; Lu, G. Q.; Cheng, H.M. Chem. Rev. 2014, 114 (19), 9559. doi: 10.1021/cr400621z

    8. [8]

      (8) Wu, L. Y.; Li, C. J. Chin. J. Inorg. Chem. 2002, 18 (4), 399. [吴腊英, 李长江. 无机化学学报, 2002, 18 (4), 399.](8) Wu, L. Y.; Li, C. J. Chin. J. Inorg. Chem. 2002, 18 (4), 399. [吴腊英, 李长江. 无机化学学报, 2002, 18 (4), 399.]

    9. [9]

      (9) Sugimoto, T.; Zhou, X.; Muramatsu, A. J. Colloid Interface Sci. 2003, 259 (1), 53. doi: 10.1016/S0021-9797(03)00035-3(9) Sugimoto, T.; Zhou, X.; Muramatsu, A. J. Colloid Interface Sci. 2003, 259 (1), 53. doi: 10.1016/S0021-9797(03)00035-3

    10. [10]

      (10) Yu, J. G.; Xiong, J. F.; Cheng, B. Chin. J. Catal. 2005, 26 (9), 745. [余家国, 熊建锋, 程蓓. 催化学报, 2005, 26 (9), 745.](10) Yu, J. G.; Xiong, J. F.; Cheng, B. Chin. J. Catal. 2005, 26 (9), 745. [余家国, 熊建锋, 程蓓. 催化学报, 2005, 26 (9), 745.]

    11. [11]

      (11) Yang, X. H.; Li, Z.; Sun, C.; Yang, H. G.; Li, C. Chem. Mater. 2011, 23 (15), 3486. doi: 10.1021/cm2008768(11) Yang, X. H.; Li, Z.; Sun, C.; Yang, H. G.; Li, C. Chem. Mater. 2011, 23 (15), 3486. doi: 10.1021/cm2008768

    12. [12]

      (12) Li, X. L.; Peng, Q.; Yi, J. X.; Wang, X.; Li, Y. Chem. -Eur. J. 2006, 12 (8), 2383.(12) Li, X. L.; Peng, Q.; Yi, J. X.; Wang, X.; Li, Y. Chem. -Eur. J. 2006, 12 (8), 2383.

    13. [13]

      (13) Wu, B.; Guo, C.; Zheng, N.; Xie, Z.; Stucky, G. D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (51), 17563. doi: 10.1021/ja8069715(13) Wu, B.; Guo, C.; Zheng, N.; Xie, Z.; Stucky, G. D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (51), 17563. doi: 10.1021/ja8069715

    14. [14]

      (14) Dinh, C. T.; Nguyen, T. D.; Kleitz, F.; Do, T. O. ACS Nano 2009, 3 (11), 3737. doi: 10.1021/nn900940p(14) Dinh, C. T.; Nguyen, T. D.; Kleitz, F.; Do, T. O. ACS Nano 2009, 3 (11), 3737. doi: 10.1021/nn900940p

    15. [15]

      (15) Zhao, X.; Jin, W.; Cai, J.; Ye, J.; Li, Z.; Ma, Y.; Xie, J.; Qi, L.Adv. Funct. Mater. 2011, 21 (18), 3554. doi: 10.1002/adfm.201100629(15) Zhao, X.; Jin, W.; Cai, J.; Ye, J.; Li, Z.; Ma, Y.; Xie, J.; Qi, L.Adv. Funct. Mater. 2011, 21 (18), 3554. doi: 10.1002/adfm.201100629

    16. [16]

      (16) Wilson, G. J.; Matijasevich, A. S.; Mitchell, D. R.; Schulz, J.C.; Will, G. D. Langmuir 2006, 22 (5), 2016. doi: 10.1021/la052716j(16) Wilson, G. J.; Matijasevich, A. S.; Mitchell, D. R.; Schulz, J.C.; Will, G. D. Langmuir 2006, 22 (5), 2016. doi: 10.1021/la052716j

    17. [17]

      (17) Lin, J.; Lin, Y.; Liu, P.; Meziani, M. J.; Allard, L. F.; Sun, Y. P.J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (38), 11514. doi: 10.1021/ja0206341(17) Lin, J.; Lin, Y.; Liu, P.; Meziani, M. J.; Allard, L. F.; Sun, Y. P.J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (38), 11514. doi: 10.1021/ja0206341

    18. [18]

      (18) Zhao, B.; Lin, L.; Chen, C.; Chai, Y. C.; He, D. N. Acta Chim. Sin. 2013, 71 (1), 93. [赵斌, 林琳, 陈超, 柴瑜超, 何丹农. 化学学报, 2013, 71 (1), 93.] doi: 10.6023/A12090724(18) Zhao, B.; Lin, L.; Chen, C.; Chai, Y. C.; He, D. N. Acta Chim. Sin. 2013, 71 (1), 93. [赵斌, 林琳, 陈超, 柴瑜超, 何丹农. 化学学报, 2013, 71 (1), 93.] doi: 10.6023/A12090724

    19. [19]

      (19) Gordon, T. R.; Cargnello, M.; Paik, T.; Mangolini, F.; Weber, R. T.; Fornasiero, P.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (15), 6751. doi: 10.1021/ja300823a(19) Gordon, T. R.; Cargnello, M.; Paik, T.; Mangolini, F.; Weber, R. T.; Fornasiero, P.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (15), 6751. doi: 10.1021/ja300823a

    20. [20]

      (20) Zou, L.; Wu, X. D.; Chen, H. G.; Wang, D. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2001, 17 (4), 305. [邹玲, 乌学东, 陈海刚, 王大璞. 物理化学学报, 2001, 17 (4), 305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20010405(20) Zou, L.; Wu, X. D.; Chen, H. G.; Wang, D. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2001, 17 (4), 305. [邹玲, 乌学东, 陈海刚, 王大璞. 物理化学学报, 2001, 17 (4), 305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20010405

    21. [21]

      (21) Han, X.; Kuang, Q.; Jin, M.; Xie, Z.; Zheng, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (9), 3152. doi: 10.1021/ja8092373(21) Han, X.; Kuang, Q.; Jin, M.; Xie, Z.; Zheng, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (9), 3152. doi: 10.1021/ja8092373

    22. [22]

      (22) Yang, H. G.; Liu, G.; Qiao, S. Z.; Sun, C. H.; Jin, Y. G.; Smith, S. C.; Zou, J.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (11), 4078. doi: 10.1021/ja808790p(22) Yang, H. G.; Liu, G.; Qiao, S. Z.; Sun, C. H.; Jin, Y. G.; Smith, S. C.; Zou, J.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (11), 4078. doi: 10.1021/ja808790p

    23. [23]

      (23) Wu, H. B.; Chen, J. S.; Lou, X.W.; Hng, H. H. Nanoscale 2011, 3 (10), 4082. doi: 10.1039/c1nr10854a(23) Wu, H. B.; Chen, J. S.; Lou, X.W.; Hng, H. H. Nanoscale 2011, 3 (10), 4082. doi: 10.1039/c1nr10854a

    24. [24]

      (24) Jun, Y.W.; Casula, M. F.; Sim, J. H.; Kim, S. Y.; Cheon, J.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (51), 15981. doi: 10.1021/ja0369515(24) Jun, Y.W.; Casula, M. F.; Sim, J. H.; Kim, S. Y.; Cheon, J.; Alivisatos, A. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (51), 15981. doi: 10.1021/ja0369515

    25. [25]

      (25) Jin, J.; Iyoda, T.; Cao, C.; Song, Y.; Jiang, L.; Li, T. J.; Zhu, D.B. Angew. Chem. Int. Edit. 2001, 40 (11), 2135.(25) Jin, J.; Iyoda, T.; Cao, C.; Song, Y.; Jiang, L.; Li, T. J.; Zhu, D.B. Angew. Chem. Int. Edit. 2001, 40 (11), 2135.

    26. [26]

      (26) Hay, J. N.; Raval, H. M. Chem. Mater. 2001, 13 (10), 3396. doi: 10.1021/cm011024n(26) Hay, J. N.; Raval, H. M. Chem. Mater. 2001, 13 (10), 3396. doi: 10.1021/cm011024n

    27. [27]

      (27) Bronstein, L. M.; Huang, X.; Retrum, J.; Schmucker, A.; Pink, M.; Stein, B. D.; Dragnea, B. Chem. Mater. 2007, 19 (15), 3624. doi: 10.1021/cm062948j(27) Bronstein, L. M.; Huang, X.; Retrum, J.; Schmucker, A.; Pink, M.; Stein, B. D.; Dragnea, B. Chem. Mater. 2007, 19 (15), 3624. doi: 10.1021/cm062948j

    28. [28]

      (28) Xu, Z.; Hu, G. RSC Adv. 2012, 2 (30), 11404. doi: 10.1039/c2ra21745g(28) Xu, Z.; Hu, G. RSC Adv. 2012, 2 (30), 11404. doi: 10.1039/c2ra21745g

    29. [29]

      (29) Swamy, V.; Kuznetsov, A.; Dubrovinsky, L. S.; Caruso, R. A.; Shchukin, D. G.; Muddle, B. C. Phys. Rev. B 2005, 71 (18), 184302. doi: 10.1103/PhysRevB.71.184302(29) Swamy, V.; Kuznetsov, A.; Dubrovinsky, L. S.; Caruso, R. A.; Shchukin, D. G.; Muddle, B. C. Phys. Rev. B 2005, 71 (18), 184302. doi: 10.1103/PhysRevB.71.184302

    30. [30]

      (30) Xue, X.; Ji, W.; Mao, Z.; Mao, H.; Wang, Y.; Wang, X.; Ruan, W.; Zhao, B.; Lombardi, J. R. J. Phys. Chem. C 2012, 116(15), 8792. doi: 10.1021/jp2122196(30) Xue, X.; Ji, W.; Mao, Z.; Mao, H.; Wang, Y.; Wang, X.; Ruan, W.; Zhao, B.; Lombardi, J. R. J. Phys. Chem. C 2012, 116(15), 8792. doi: 10.1021/jp2122196

    31. [31]

      (31) Xu, C. Y.; Zhang, P. X.; Yan, L. J. Raman Spectrosc. 2001, 32(10), 862.(31) Xu, C. Y.; Zhang, P. X.; Yan, L. J. Raman Spectrosc. 2001, 32(10), 862.

    32. [32]

      (32) Choi, H. C.; Jung, Y. M.; Kim, S. B. Vib. Spectrosc. 2005, 37(1), 33. doi: 10.1016/j.vibspec.2004.05.006(32) Choi, H. C.; Jung, Y. M.; Kim, S. B. Vib. Spectrosc. 2005, 37(1), 33. doi: 10.1016/j.vibspec.2004.05.006

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  582
  • HTML全文浏览量:  50
文章相关
  • 收稿日期:  2015-09-16
  • 网络出版日期:  2015-11-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net