常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO_2气凝胶织构和结构研究.docx

常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO_2气凝胶织构和结构研究
摘要：
本文以常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO2气凝胶为研究对象，通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、轮廓仪、X射线衍射（XRD）等手段对其织构和结构进行了表征。结果表明，TiO2气凝胶具有高比表面积、介孔结构和晶体畸变。其中、常压干燥和退火等工艺条件对TiO2气凝胶织构和结构的形成有重要影响。本研究为TiO2气凝胶的应用提供了重要的理论依据。
关键词：常压干燥溶胶-凝胶法，TiO2气凝胶，织构，结构，常压干燥，退火
绪论：
TiO2作为一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。其中，以TiO2气凝胶为代表的纳米结构TiO2材料因其具有高比表面积、大量的表面活性位点和优异的光催化性能，被广泛应用于阳光、空气、水、有机物等领域的污染清除、光催化反应等方面的研究。现有研究表明，制备高质量的TiO2气凝胶具有重要的意义。而常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO2气凝胶不仅具有制备成本低、操作简便等优点，其制备过程也能够有效操控其织构和结构，进一步提升TiO2气凝胶的性能。因此，研究常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO2气凝胶的织构和结构，对其应用具有重要意义。
实验方法：
实验采用常规的溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，将TiO2溶胶转化为TiO2气凝胶的过程中，采用常压干燥工艺导致其织构和结构的形成。同时，采用回火处理，进一步调控其织构和结构。最后，通过FESEM、轮廓仪、XRD等方法表征TiO2气凝胶的结构和织构。
实验结果：
FESEM结果表明，TiO2气凝胶表面平整，且孔径分布均匀。轮廓仪结果表明，TiO2气凝胶具有高比表面积和介孔结构，孔径分布在10-100nm之间。XRD结果表明，TiO2气凝胶晶体畸变较大，晶格常数缩短，晶界面的面积增大。
讨论：
常压干燥工艺是制备TiO2气凝胶的关键过程之一。由于其将TiO2溶胶转变为了气凝胶，避免了常规干燥工艺的不可避免的胶体收缩等问题，因此得到的气凝胶的织构和结构更加优异。退火工艺则可进一步调控TiO2气凝胶的织构和结构。例如，在高温下，TiO2晶体得到了更好的热动力，晶体畸变更加明显，从而进一步提升其活性位点和光催化性能。同时，退火工艺也有利于进一步扩张组织的孔径和孔隙度，提供更多的表面活性位点和更大的反应表面积。因此，对气凝胶的退火温度以及时间的选择也至关重要。
结论：
本文以常压干燥溶胶-凝胶法制备的TiO2气凝胶为研究对象，通过FESEM、轮廓仪、XRD等手段对其织构和结构进行了表征，发现其具有高比表面积、介孔结构和晶体畸变等特殊性质。其中，工艺条件如常压干燥和退火温度对其织构和结构的形成有重要影响。本研究为TiO2气凝胶的应用提供了重要的理论依据。