三峡大学本科毕业设计

毕业设计（论文）题目:水热法制备金红石型二氧化钛纳米棒的研究

学生姓名王昭学号2003126233

专业物理班级20031262

指导教师毛峰

评阅教师辛旭平

完成日期2007 年 6 月22 日

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果.除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品.本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担.

作者签名：年月日

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本学位论文属于

1、保密□，在_________年解密后适用本授权书.

2、不保密□.

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作者签名：年月日

导师签名：年月日

目录

摘要 (4)

关键词 (4)

前言 (4)

一、纳米二氧化钛的研究现状 (5)

1.1纳米二氧化钛的应用 (5)

1.2纳米二氧化钛的制备方法 (6)

1.3纳米二氧化钛的制备现状 (8)

二、改善纳米二氧化钛的制备方法 (9)

2.1分析总结纳米二氧化钛研究现状 (9)

2.2改善制备纳米二氧化钛的方法 (10)

三、实验过程及结果分析 (10)

3.1试剂与仪器 (10)

3.2实验过程 (10)

3.3样品表征 (10)

3.4结果分析 (10)

四、总结 (19)

致谢 (20)

参考文献 (20)

水热法制备金红石型二氧化钛纳米棒的研究

学生：王昭

指导老师：毛峰

三峡大学理学院

摘要：本文以TiCl3和乙醇为原材料，采用水热法比较方便地合成了金红石型二氧化钛纳米棒.对样品进行的XRD，SEM和TEM一系列表征显示，纳米棒平均直径为50nm，分散性良好，属于单晶体.另外，有一部分纳米棒上附着着一些纳米颗粒.我们研究发现乙醇能够影响棒状纳米晶体的形成，而盐酸则影响产物的形貌.本文还研究了反应时间和反应温度对产物的形貌和分散性的影响.

Abstract:A convenient hydrothermal method has been developed to synthesize rutile TiO2 nanorods by employing TiCl3 and ethanol. XRD，SEM, and TEM investigations reveal that the rods with average diameter of 50 nm are well-dispersed with single-crystalline nature. In addition, part nanorods are attached by some nanoparticles. An important role of ethanol played in the formation of rod-like nanocrystals is found and the concentration of HCl could also influence their morphologies.The influence of reaction times and temperature on morphologies and distribution is also investigated.

关键词：纳米结构；水热法；金红石；二氧化钛

key words: Nanostructures；Hydrothermal method；Rutile；Titanium dioxide

前言

社会的发展，经济的振兴和国家的安全对高科技的需求越来越迫切，元器件超微化，高密度集成和高空间分辨要求材料的尺寸越来越小，航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高[01]，因此纳米材料将是起重要作用的关键材料之一，而与之相关的纳米技术将会成为重点研究对象.

纳米技术的雏形来源于已故的诺贝尔奖获得者、美国著名物理学家理查德-费曼1959年所作出的题为《在底部还有很大空间》的演讲[01]，他首先提出了关于纳米材料的著名设想：“我毫不怀疑，当我们在很小尺寸上控制物体的结构时，我们便可以使材料具有极其精彩多变的性质.”“如果有一天可以按人的意志去安排一个个原子，将会产生多么伟大的奇迹?”他随后提出了一个新的想法：从石器时代开始，人类从磨光箭头到光刻芯片的所有技术，都是在一次性地削去或者融合数以亿计的原子，以便把物质做成有用的形态，那我们为什么不可以从另一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求呢？

实际上，这一想法便是纳米科技的最终目的，是以原子、分子为起点，去设计制造具有特殊功能的产品.在未来，人们将可以用纳米技术将原子一个一个地组装起来，制成各种纳米机器如纳米泵、纳米齿轮、纳米轴承和用于分子装配的精密运动控制器.纳米科技研究的技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方式.“自上而下”是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化；而“自下而上”是指以原子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品[02].

众所周知，纳米是一个长度单位，1nm为10-9.也正是因为如此，纳米材料的定义一般