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dut_ameng专家顾问 (知名作家)
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分享JACS文献，思索控制二氧化钛前体水解速度的方法已有75人参与
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文献介绍： Rational Design of 3D Dendritic TiO2 Nanostructures with Favorable Architectures J. Am. Chem. Soc., Article ASAP DOI: 10.1021/ja208468d 对于二氧化钛纳米结构来说，为了得到更好的光催化、光电和电化学性能，控制其形貌和尺寸是至关重要的。但是由于钛前体在水中超快的水解速度，要得到复杂构型的形貌是很困难的。本文通过简单的水热法合成了新型的树枝状的三维二氧化钛微球。通过调节前体（本文用的是钛酸异丙酯TTIP）的水解速度和表面活性剂（本文为CTAB）的聚集方式，实现了对微球尺寸及其亚单元（纳米棒、纳米带、纳米线）形貌的调控。得到的树枝状微球有着更高的比表面积和更好的电化学性能。  文献评点&探讨： 本文对研究纳米二氧化钛的同志们来说具有非常好的启发和借鉴意义。虽然人们已经合成了很多氧化物的三维纳米结构，例如SiO2、ZnO、SnO2的线、棒、管甚至花，但由于钛源水解速度太快以至难以控制，使得TiO2复杂纳米结构的制备还是一个很大的挑战。本文通过调整反应溶液的组成和酸碱度来控制TTIP的水解和CTAB的聚集，从而实现了对三维树枝状二氧化钛形貌的控制。具体说来，是在H2O:HCl:CTAB:TTIP体系中，加入乙二醇作为“助表面活性剂”和“助溶剂”，可以有效减慢TTIP的水解，同时辅助纳米带的增长。通过加入尿素来提高反应体系的pH值，可进一步减慢TTIP的水解。另外乙二醇的加入还可以通过盐溶效应极大的减小CTAB胶束的大小和数量，使部分胶束溶成单个分子而吸附在氧化钛晶种的表面，作为模板进一步辅助三维树枝状形貌的形成。还有一点，本文得到的二氧化钛是金红石相，但有意思的是与锐钛矿相比，在用作锂电负极时却显示了更高的容量和更好的循环性能。这可以归因于这种树枝状形貌的特殊优势，即棱角边缘多、比表面积高等等。 通过研读这篇文献，主要收获有以下两点： 1）通过控制钛源的水解速度是制备特殊形貌二氧化钛的前提。而如何控制钛源的水解速度则有很多方法。本文告诉我们可以利用乙二醇和尿素来达到目的，证明TTIP的水解对非水短链醇和pH值很敏感，我们以后可以通过这两个方面着手尝试； 2）形貌对性能起着决定行作用，虽然一般来说锐钛矿优于金红石，但合适的形貌却可以使其反败为胜，所以对于我们搞纳米的同仁而言，新的好的形貌依然充满诱惑。 本人尚属纳米新人，从有机合成转到纳米领域不久，对文献的参悟能力有限，以上看法可能不成熟，欢迎大家批评指正。另外，也希望大家多多讨论对TTIP等钛源水解速度的控制方法，共同进步！[ 来自科研家族 纳米技术 ] |
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