论文摘要：二氧化钛微球材料的制备研究

二氧化钛是一种N型半导体材料，具有湿敏、气敏、介电效应、光电效应、光致变色及优越的光催化等性能，被广泛应用于传感器、介电材料、涂料、化妆品、抗菌剂和污水处理等方面。
近年来，立体结构二氧化钛以其结构独特、性能优异、使用广泛等诸多特点备受国内外研究者青睐。二氧化钛微球是立体结构二氧化钛的一种存在形式，因具有接近介观状态的尺寸和独特的外形而成为国内外的研究热点。目前，有关探究二氧化钛微球的制备方法仍是该领域的焦点。因此，本文通过无模板溶剂蒸发法和铺膜煅烧法分别制备了二氧化钛微球，用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等表征手段考察了其影响因素，并初步探究了其形成机理。所取得的主要结果如下：
(1) 采用无模板溶剂蒸发法成功地制备了1-2 μm二氧化钛微球，避免了模板法制备微球易引入杂质，产物后处理困难等缺点，为实现二氧化钛微球制备工艺上的改进提供了一种新的思路。通过SEM考察了物料配比、反应温度、蒸汽源和搅拌速度等对生成微球形貌的影响，并通过XRD对不同热处理温度处理后的二氧化钛进行了表征。结果表明：1）物料配比对微球的形貌和粒径有较大影响；2）反应温度和蒸汽源分别对微球的均一性有不同程度的影响；3）搅拌会破坏二氧化钛微球的形貌；4）生成的微球在室温下以无定形状态存在，经500 °C和800 °C处理后分别呈锐钛矿和金红石相。另外，对无模板溶剂蒸发法制备微球的形成机理进行了初步推测，其可能机理为：在一定温度下，前驱体通过气-液界面接触首先与空气中水分子发生反应，形成二氧化钛；伴随着溶剂挥发与气-液界面反应的交替进行，二氧化钛经成核、长大最终形成微球。
(2) 利用铺膜煅烧法生长出二氧化钛微球，考察了热处理温度和时间对产品的影响。实验结果表明，该法生长出的二氧化钛微球粒径约在1-2 μm，反应温度和时间分别对微球的形成有不同程度的影响。对铺膜煅烧法制备微球的形成机理进行了初步推测，其可能机理为：在高温条件下，乙醇首先受热蒸发形成钛酸正丁酯薄膜，随着反应温度的增加，薄膜逐渐发生卷曲融合形成二氧化钛，并经成核、长大最终形成微球。