块状Ta2O5-TiO2复合气凝胶的制备与表征.pdf.pdf

第卷第期强激光与粒子束., .
年月.,
文章编号: ———
块状一复合气凝胶的制备与表征
王鲜, 任洪波, 张林, 毕于铁
.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳; .中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳
摘要: 以乙醇钽、钛酸丁酯为原料,以乙醇为溶剂,通过溶胶一凝胶法及超临界干燥成功制备了—
复合气凝胶。用场发射扫描电镜、透射电镜、扫描电镜模式下的电子能谱仪以及比
表面积吸附仪对其进行表征结果表明:该气凝胶是由粒径在量级的和的羟基氧化物胶体
颗粒堆积而成的低密度、高比表积的多孔网络结构材料,孑径分布主要集中在~ ,比表面积为.
/,密度为/。左右。
关键词: ; ; ; 复合气凝胶
中图分类号: 文献标志码:
气凝胶是一种具有纳米结构孔洞为,骨架颗粒为、大比表面积最高可达~
。/、高孔洞率可高达~. 、低密度目前最低可达/。等特点的固体材料。气凝
胶的这些独特的结构特性使其在热学、电学、声学、光学等方面具有极大的应用潜力。
自从年和发现光催化特性以来,以为代表的光催化环保材料得到
广泛的研究。纳米:禁带宽度:.,导带位置:~..光催化剂以其光活性好、催化效率
高、无毒、氧化能力强而最为常用,在光催化领域已经显示出广阔的应用前景。氧化钽类催化剂由于其更负
的导带位置一..而受到广泛关注。。气凝胶与。气凝胶复合后,由于纳米粒子间
的耦合作用,这两种半导体的能带间会发生交迭,降低其导带位置。另外,气凝胶材料以其密度低在惯性约束
聚变领域具有重要而广泛的使用价值而备受关注。。此外,某些氧化物气凝胶如钛的氧化物在激光
的作用下,会产生某些特定波长的谱线,在中,可用于背光照相。。一。气凝胶作为一种新型的气凝
胶材料,在中具有潜在的应用前景。
本研究在制备块状。气凝胶和:气凝胶的基础上,以钛酸丁酯、乙醇钽为原料,以乙醇为溶
剂,通过溶胶一凝胶法并结合密度控制技术,采用超临界干燥法成功制备了密度约为/。的块状~
复合气凝胶。由于钽的醇盐和钛的醇盐性质相似,因而,—复合气凝胶的制备过程比~
复合气凝胶简单。分别用场发射扫描电镜、透射电镜、扫描电镜模式下的电子能谱仪
、比表面积吸附仪等手段对气凝胶的微观形貌、孔结构及组成成分进行了表征。
实验部分
. 实验试剂与仪器
实验所用试剂:。。,质量分数.%;。天津市科密欧化学试剂有限公
司,;丙酮、乙醇成都市联合化工试剂研究所,;成都天华科技股份有限公司,;。为蒸馏
水。所有试剂未经精制直接使用。
实验所用仪器:超临界干燥仪,移液器,磁力搅拌器。
. :气凝胶的制备
室温下,将钛酸丁酯、乙醇钽、少量盐酸、水和一定量的乙醇混合搅拌均匀,即得溶胶。将溶胶转入模具,密
封,置于背光处,室温下静置陈化,使其凝胶。将湿凝胶老化数日,脱模,用乙醇隔日交换一次,交换数次,除去
其中的水、少量的酸和小分子溶剂,然后用丙酮交换数次,隔日一次。之后,将凝胶转入高压釜中,用液态替
收稿日期:——; 修订日期:—
基金项目:高温高密度等离子体国家重点实验室基金资助课题;国家高技术发展计划项目
作者简介:王鲜~.女,河南许昌人,硕士研究生,研究方向为功能材料; .。
通信作者:张林~ ,男,四川三台人,研究员