24小时热门版块排行榜

南方科技大学公共卫生及应急管理学院2025级博士研究生招生报考通知

返回列表

ppxoxo

新虫 (著名写手)

应助: 6 (幼儿园)
金币: 5407
散金: 2182
红花: 15
帖子: 1909
在线: 261.6小时
虫号: 828668
注册: 2009-08-15
专业: 力学

[交流] 原来TiO2不止是白色，今天烧出TiO2是黄色的，怎么去分析呢？已有2人参与

900度N2烧了TiO2，拿出来是黄色，还泛泛的有点红，晕死了，拿进去明明是白色。。求教道理？

百度了一点小知识，等待证实和分析！多谢！！

二氧化钛TiO2-黑色，黄色与红色
二氧化钛/TiO2
物理结构：金红石型、锐钛型；结晶系、四方晶系。
晶格常数：A轴0.458，c轴0.795 A轴0.378，c轴0.949
摩尔质量：79.8658 g·mol-1
折射率：2.76~2.55
莫氏硬度：6-7、5.5-6
电容率：114~31

TiO2晶体结构模型
线膨胀系数：25℃/℃
热导率：1.809~10.3
吸油度：16～48、18～30
颗粒大小：0.2~0.3、0.3
溶解性：不溶于稀碱、稀酸，溶于热浓硫酸、盐酸、硝酸。
以上来源于百度百科

对于二氧化钛，自从A Fujishima在Nature上报道其具有良好的光催化效果之后，该材料就备受重视，特别M. Grätzel（米夏埃尔·格雷策尔——维基百科上的译名，点此传送）使用TiO2作为敏化染料太阳能电池之后，TiO2一直都是该领域（敏化太阳能电池领域）中出现次数最后的半导体材料，即便是现在我们也可以这样子表述。由此可见
正常的情况下，二氧化钛是白色的。然而，随着研究的日益加深，研究者发现通过不同的制备方法或者处理方式，二氧化钛能够表现出其他的颜色，如下文就将提到的黑色，红色和黄色，当然，还有蓝色的。
黑色的二氧化钛TiO2是X.Chen在2011年发现的，相关的论文发表在知名期刊《Science》上。他通过将制备得到的普通二氧化钛TIO2在氢气H2的氛围中煅烧一段时间后，发现其颜色从白色直接转变成黑色：吸收边带也相应的移动到远红外区域——也就是说是二氧化钛本身的颜色，而不是很多情况下由于制备的因素在表面吸附的杂质导致的颜色差异。之后Chen将该材料用于光催化分解水H2O，黑色的TiO2表现出了极佳的性能：

此外，在相近的时间（同样为2010年9月份送稿），已经有人发现了其他颜色的二氧化钛TiO2，不过根据所处形态的不同颜色略微有些差别：在压实的状态下它显示的是黄色。其明显的提高了对光的吸收利用，后面作者则通过分解有机醇的方法来证明该说法。她给出的解释则是：
“this study presents positive evidence that the bonding effect from interfacial Ti–Ti bonds in an assembly of TiO 2 NCs can remarkably enhance visible light absorption and promote solar energy utilization in TiO 2 nanocrystalline materials. ”
主要是通过引入Ti-Ti键的方式降低能带间隙，提高光的吸收利用。

这里作者给出的解释也很简单：
“The origin of the improved solubility of nitrogen is that the interstitial boron effectively weakens the surrounding Ti–O bonds for easier nitrogen substitution and increases the chemical stability of the doped TiO 2 . Meanwhile, the extra electrons from boron can compensate for the charge difference between lattice O2- and substitutional N3 - . The red TiO 2 obtained can absorb a full visible light spectrum due to the bandgap gradient produced, varying from 1.94 eV on the surface to 3.22 eV in the core by gradually elevating VBM.”
也就是说主要是因为N替代了O的位置，单质VBM位置的提高，从而降低其能带间隙。具体添加B的原因是什么，就请各位自己下载阅读了。
最后就是部分人还表示有合成蓝色的二氧化钛TIO2，不过我暂时还没有看到相关的“论文”，如果大家有发现，记得给我留言，谢谢！
相关的论文点此进入下载页面：传送门
二氧化钛TiO2，光催化，黄色TiO2，黑色TiO2，黑色二氧化钛，红色二氧化钛，红色TiO2，蓝色二氧化钛，蓝色TiO2

回复此楼