使用溶膠凝膠法在氧化鋁基板上涂敷一層二氧化鈦溶膠,煅燒后形成誘導(dǎo)層,隨后用水熱法在誘導(dǎo)層上生長(zhǎng)納米棒,研究水熱前驅(qū)液中鈦酸四丁酯（TBOT）濃度對(duì)二氧化鈦納米棒薄膜生長(zhǎng)的影響,用XRD、SEM、TEM對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,使用接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)試樣品的潤(rùn)濕性。測(cè)試結(jié)果表明:涂敷誘導(dǎo)層可以讓氧化鋁基板上生長(zhǎng)出致密的單晶生長(zhǎng)的金紅石相二氧化鈦納米棒薄膜,生長(zhǎng)的晶面方向?yàn)椋?,0,1）;當(dāng)水熱前驅(qū)液中鈦酸四丁酯濃度逐漸增大時(shí),基片表面先是生成棒狀二氧化鈦,與水的接觸角逐漸增大,最高可達(dá)到102.475°,隨后納米棒逐漸聚集,生成集束狀和球狀二氧化鈦,接觸角開(kāi)始減小,最小可達(dá)到4.455°。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)陶瓷. 2020,56(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

誘導(dǎo)層涂敷工藝圖

本實(shí)驗(yàn)中，隨著鈦酸四丁酯的濃度在水熱前驅(qū)液中逐漸增加，納米棒的長(zhǎng)度、直徑、密度都有提升，并且會(huì)發(fā)生聚集生長(zhǎng)形成集束狀甚至是球狀的現(xiàn)象。a樣品所制備的納米棒較為細(xì)長(zhǎng)，長(zhǎng)度約為700～800 nm之間，長(zhǎng)徑比約為10∶1;b樣品的納米棒則呈現(xiàn)四棱柱型，大多納米棒長(zhǎng)度在2.5μm左右，直徑可達(dá)350～500 nm，長(zhǎng)徑比約為6∶1;c樣品則開(kāi)始朝著集束狀的形貌生長(zhǎng)，納米棒開(kāi)始聚集，單個(gè)納米棒的長(zhǎng)徑比已經(jīng)很難測(cè)量；d樣品的長(zhǎng)度大部分為2.7μm左右，納米棒形成集束狀，還未形成球狀，缺口較大；e樣品中納米棒進(jìn)一步聚集生長(zhǎng)，漸漸形成了球狀形貌，但缺口相較于d樣品已經(jīng)小了很多；f樣品納米棒已經(jīng)聚集而成形成完整的微米球形貌，具體如圖3所示。圖3 鈦酸四丁酯濃度不同的水熱前驅(qū)液所產(chǎn)生的納米棒形貌

圖2 左圖為誘導(dǎo)層的SEM圖像右圖為誘導(dǎo)層的XRD圖由于氧化鋁基片直接水熱所生長(zhǎng)的二氧化鈦納米棒過(guò)于粗大且分布不均，因此在水熱之前，使用溶膠凝膠法制備的二氧化鈦溶膠在氧化鋁基板上涂覆一層薄膜隨后煅燒，形成二氧化鈦誘導(dǎo)層，這層誘導(dǎo)層以顆粒的形式吸附在基板上，進(jìn)行水熱反應(yīng)時(shí)，誘導(dǎo)層便成為二氧化鈦納米棒的成核點(diǎn)，由于誘導(dǎo)層本身的顆粒粒徑大小不一，因此正在生長(zhǎng)的納米棒的生長(zhǎng)速率不同，于是可以看到四棱柱的頂端，由于生長(zhǎng)速率的細(xì)小差異而導(dǎo)致很多細(xì)小的納米棒凸顯出來(lái)，并出現(xiàn)大量的晶體位錯(cuò)；當(dāng)納米棒生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，納米棒頂端產(chǎn)生晶體位錯(cuò)，如果前驅(qū)體溶液中鈦源的濃度依然處于超飽和狀態(tài)，那么一些能量高的晶體位錯(cuò)則會(huì)成為新的成核點(diǎn)，在部分納米棒的頂端又開(kāi)始進(jìn)行二次生長(zhǎng),如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]氧化鋁陶瓷低溫?zé)膳c性能研究[D]. 李海洋.華南理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3337316