纳米二氧化钛粉体的气相爆轰制备

欧阳欣; 闫鸿浩; 刘津开; 李晓杰; 曲艳东; 杜云燕

doi:10.11858/gywlxb.2007.04.008

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纳米二氧化钛粉体的气相爆轰制备

欧阳欣 , 闫鸿浩 , 刘津开 , 李晓杰 , 曲艳东 , 杜云燕

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Citation:

纳米二氧化钛粉体的气相爆轰制备

1.
大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连 116023；
2.
大连交通大学数理系，辽宁大连 116028

通讯作者: 欧阳欣;

Nano-Titanium Dioxide Synthesis Using Gaseous Detonation

1.
State Key Laboratory Structural Analysis for Industrial Equipment, Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China;
2.
Department of Mathematic, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China

Corresponding author: Ouyang Xin

摘要: 介绍了利用氢氧混合气体为原料、以四氯化钛为前驱体、气相爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD衍射结果分析证明，产物为金红石相和锐钛矿相的二氧化钛混晶，其晶粒尺度为纳米量级。通过XRD、SEM、TEM分析可以得出，粒子基本为球形，大部分粒子粒径为10~20 nm，也有少量的100 nm左右的粒子产生。分析后发现，反应发生在爆燃转爆轰的过程中和爆轰管中的湍流现象是导致大粒子产生的主要原因。在对在氢过量和氧过量两种状况下，对爆轰所产生的产物的形貌进行了对比，分析发现两种状况产生纳米二氧化钛粉末粒径分布和形貌并没有太大变化。
- 气相爆轰 /
- 合成 /
- 纳米二氧化钛
Abstract: TiO2 nanoparticles are prepared by detonation method in gas phase. In this experiment, titanium tetrachloride is used as a precursor, and premixed gas (O2 and H2) as energy. Properties of TiO2 ultrafine particles were studied by means of XRD, SEM and TEM. The results show that the powders which are globose are rutile and anatase phase, and particle sizes of the powders are within 10 and 20 nm. There are also some larger particles which are about 100 nm. It is found that the production of larger particles is contributed to the deflagration to detonation course and the turbulent of detonation to grow. In the paper, the property of particles synthesized under the over-H2 and over-O2 case were compared. The result showed that the morphology of particles produced by the two cases does not vary greatly.
- gaseous detonation /
- detonation synthesis /
- TiO2 nanoparticles

[1]	He B P, Wang Z S, Zhang X H. Advance in Research on the Photocatalytic Organics Oxidation over Semiconductor Materials [J]. Chinese Journal of Enviromental Science, 1994, 15(03): 80-84. (in Chinese)
[2]	贺北平, 王占生, 张锡辉. 半导体光催化氧化有机物的研究现状及发展趋势 [J]. 环境科学, 1994, 15(3): 80-84.
[3]	Yu X Y, Chen J J, Du Y J. TiO2 Photocatalytic Material [J]. Chemical World, 2000, 41(11): 567-570. (in Chinses)
[4]	于向阳, 程继健, 杜永娟. 二氧化钛光催化材料 [J]. 化学世界, 2000, 41(11): 567-570.
[5]	Augugliaro V, Palmisano L, Schiavello M, et al. Photocatalytic Degradation of Nitrophenols in Aqueous Titanium Dioxide Dispersion [J]. Appl Catal, 1991, 69: 323-340
[6]	Yang K, Liu Y, Yin H. The Preparation of Nanocrystalline Titania [J]. China Ceramics, 2004, 40(4): 8-11. (in Chinese)
[7]	杨柯, 刘阳, 尹红. 纳米二氧化钛的制备技术研究 [J]. 中国陶瓷, 2004, 40(4): 8-11.
[8]	Li X J, Chen T, Zhang Y J, et al. Titanic Hydroxide Explosive Synthesis of Nanometer Titanium Dioxide [J]. Journal of Functional Materials, 2005, 24 (09): 1391-1393. (in Chinses)
[9]	李晓杰, 陈涛, 张越举, 等. 偏钛酸爆轰合成纳米TiO2研究 [J]. 功能材料, 2005, 24(09): 1391-1393.
[10]	Li X J, Chen T, Xu Z L, et al. Explosive Synthesis of Nanometer Titanium Dioxide and Parameter Control [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2006, 20(2): 122-126. (in Chinese)
[11]	李晓杰, 陈涛, 徐兆龙, 等. 爆轰法制备纳米TiO2及其参数控制 [J]. 高压物理学报, 2006, 20(2): 122-126.
[12]	Liu X H, Zhao Y, Jiang H B, et al. Control of Size and Crystal Form TiO2 Nanocrystalline Synthesized by Co-Flow Diffusion Flames [J]. Non-Metallic Mines, 2006, 29(4): 19-21. (in Chinese)
[13]	刘秀红, 赵尹, 姜海波, 等. 扩散火焰法控制TiO2纳米晶粒径和晶型的研究 [J]. 非金属矿, 2006, 29(4): 19-21.
[14]	Spurr K A, Myers H. Quantitative Analysis of Anatase-Rutile Mixtures with X-Ray Diffratomerter [J]. Anal Chem, 1957(29): 760-762.

[1]	李晓杰 , 杨瑞 , 闫鸿浩 . 氧气浓度对气相爆轰合成纳米碳球的影响. 高压物理学报, 2017, 31(1): 15-20. doi: 10.11858/gywlxb.2017.01.003
[2]	周刚 , 黄风雷 , 恽寿榕 . 炸药爆轰合成超细金刚石机理的研究概况. 高压物理学报, 1995, 9(2): 149-154 . doi: 10.11858/gywlxb.1995.02.011
[3]	张莉 , 龚自正 , 费英伟 . 大块钙钛矿MgSiO3和镁方铁矿(Mg,Fe)O的高压合成. 高压物理学报, 2006, 20(4): 391-396 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.04.009
[4]	李健 , 郝莉 , 宁建国 . 基于附加Runge-Kutta方法的高精度气相爆轰数值模拟. 高压物理学报, 2013, 27(2): 230-238. doi: 10.11858/gywlxb.2013.02.010
[5]	刘杰 , 杜忠华 . 气相爆轰波马赫反射影响因素的实验研究. 高压物理学报, 2016, 30(1): 55-63. doi: 10.11858/gywlxb.2016.01.009
[6]	王建 , 段吉员 , 黄文斌 , 赵继波 , 文尚刚 , 谭多望 . 乙炔-氧气混合气体强爆轰参数的理论估算与实验研究. 高压物理学报, 2011, 25(4): 365-369 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.04.013
[7]	李健 , 赵慧 , 宁建国 . 爆轰波在60光滑弯管中传播的动力响应过程研究. 高压物理学报, 2013, 27(5): 691-698. doi: 10.11858/gywlxb.2013.05.006
[8]	阎学伟 , 马贤锋 , 倪加赞 , 千正男 , 王一峰 , 苏文辉 . 高温高压下翡翠宝石的人工合成. 高压物理学报, 1987, 1(1): 76-80 . doi: 10.11858/gywlxb.1987.01.010
[9]	滕华 , 杨世源 , 贺红亮 , 唐敬友 , 王军霞 . 利用平面装置冲击合成PZT 95/5粉体的研究. 高压物理学报, 2008, 22(3): 313-317 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.03.016
[10]	卢景瑞 , 寇自力 , 刘腾 , 张雷雷 , 丁未 , 张强 , 王强 , 杨鸣 , 龚红霞 , 贺端威 . 亚微米级聚晶金刚石的高温高压合成. 高压物理学报, 2018, 32(2): 023302-1-023302-7. doi: 10.11858/gywlxb.20170574
[11]	赵红梅 , 徐晓伟 , 李玉萍 , 王碧燕 . 硼砂与氯化铵合成hBN反应机理的研究. 高压物理学报, 2002, 16(4): 301-304 . doi: 10.11858/gywlxb.2002.04.011
[12]	丁东业 , 谢鸿森 , 苏根利 , 张月明 , 郭捷 , 降大勇 , 许祖鸣 . 2.0~5.5 GPa压力下合成的SiO2玻璃. 高压物理学报, 1998, 12(3): 212-217 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.03.008
[13]	吉晓瑞 , 杨大鹏 , 杨晓红 , 张铁臣 . 六方氮化硼的结晶度对合成立方氮化硼的影响. 高压物理学报, 2011, 25(2): 118-122 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.02.004
[14]	吕智 , 戴玉芝 . 高压合成金刚石聚晶的耐磨性与其所含金刚石粒度的关系. 高压物理学报, 1988, 2(1): 85-88 . doi: 10.11858/gywlxb.1988.01.012
[15]	贺红亮 . 立方氮化硅及其冲击波合成. 高压物理学报, 2007, 21(1): 1-7 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.01.001
[16]	张铁臣 , 王明光 , 郭伟力 , 刘建亭 , 高春晓 , 邹广田 . 片状立方氮化硼合成及其导电特性研究. 高压物理学报, 1998, 12(3): 168-173 . doi: 10.11858/gywlxb.1998.03.002
[17]	马贤锋 , 阎学伟 , 倪嘉缵 , 崔硕景 , 苏文辉 , 千正男 , 王一锋 . 高压合成立方氮化硼用的新触媒材料的研究. 高压物理学报, 1988, 2(3): 264-269 . doi: 10.11858/gywlxb.1988.03.010
[18]	张铁臣 , 徐晓伟 , 郭伟力 , 马文骏 , 郭学斌 , 邹广田 . 不同颜色立方氮化硼的合成及耐热性的研究. 高压物理学报, 1990, 4(4): 270-275 . doi: 10.11858/gywlxb.1990.04.006
[19]	王小红 , 孔令杰 , 闫鸿浩 . 爆轰合成氧化亚铁掺杂的二氧化硅包覆铁纳米颗粒. 高压物理学报, 2018, 32(2): 023402-1-023402-5. doi: 10.11858/gywlxb.20170546
[20]	赵慧 , 李健 , 宁建国 . 基于半隐式算法的反应欧拉方程数值计算. 高压物理学报, 2014, 28(5): 539-544. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.005

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纳米二氧化钛粉体的气相爆轰制备

通讯作者: 欧阳欣;

1. 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连 116023；
2. 大连交通大学数理系，辽宁大连 116028

收稿日期: 2007-04-03
录用日期: 2007-04-24
网络出版日期: 2007-12-05

关键词:

摘要: 介绍了利用氢氧混合气体为原料、以四氯化钛为前驱体、气相爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD衍射结果分析证明，产物为金红石相和锐钛矿相的二氧化钛混晶，其晶粒尺度为纳米量级。通过XRD、SEM、TEM分析可以得出，粒子基本为球形，大部分粒子粒径为10~20 nm，也有少量的100 nm左右的粒子产生。分析后发现，反应发生在爆燃转爆轰的过程中和爆轰管中的湍流现象是导致大粒子产生的主要原因。在对在氢过量和氧过量两种状况下，对爆轰所产生的产物的形貌进行了对比，分析发现两种状况产生纳米二氧化钛粉末粒径分布和形貌并没有太大变化。