水热晶化法制备纳米TiO2的动力学研究

用水热晶化法一步制得D101晶面尺寸为10～16nm的具有较好结晶度的锐钛矿型的纳米TiO2。XRD结果和热力学分析表明,当水热晶化温度控制在体系的沸点时,所得到的锐钛矿型纳米TiO2的粒度最小。用水热晶化法制得的具有锐钛矿型纳米TiO2在100℃焙烧后就开始向金红石型转变。起始相变温度大大地低于文献报道的250℃。从而有效地避免了高温焙烧制备金红石型TiO2过程中的粒子团聚现象。动力学分析表明,在实验温度范围内(100～800℃)焙烧,低温段(t<500℃)的晶粒生长速率大于高温段(t>500℃)的晶粒生长速率。其晶粒生长表观活化能分别为:当t<500℃时,EA(锐钛矿)=18.76KJ/mol,ER(金红石)=38.49KJ/mol;当t>500℃时,EA(锐钛矿)=70.76KJ/mol,ER(金红石)=75.66KJ/mol。低温段(t<500℃)有利于锐钛矿型晶粒的生长,相比较而言,高温比低温更有利于金红石型晶粒的生长。