掺杂镧纳米TiO₂的制备和结构表征

王瑞芬^1,2,3，王福明¹，张胤^2,3，安胜利^1,2,3，赵兴国^2,3

1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 内蒙古科技大学稀土学院3. 内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室省部共建国家重点实验室培养基地

摘 要：本文以钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、硝酸镧和水为原料,通过控制原料配比、反应温度、陈化温度、焙烧温度和焙烧时间,采用溶胶-凝胶法制备了纯的纳米TiO2和四种不同镧掺杂量的TiO2纳米粉体。确定的工艺参数为:原料按照体积比为V水∶V钛酸丁酯∶V无水乙醇∶V冰醋酸=17∶17∶80∶15,凝胶干燥温度选择80℃,粉体焙烧温度为500℃。对所得产物分别采用FT-IR和粉末XRD法进行了表征,FT-IR分析结果表明,掺杂La3+后TiO2的红外吸收峰的位置基本没有发生变化,但部分吸收峰明显宽化,表明掺杂镧引起基团间作用力的改变,使基团的存在环境和键的强弱发生变化,从而导致了红外吸收峰宽化。XRD测试得出所制备的纯TiO2和四种不同镧掺杂量的TiO2粉体的结构均为锐钛矿型TiO2,且随着La掺杂量的增加,TiO2的粒径越来越小,从未掺杂时的26 nm减小到掺杂1%镧时的8 nm,说明镧的掺杂有细化晶粒的作用。

关键词：TiO2;La掺杂;制备和表征;XRD;FT-IR;