金红石型TiO_(2)的氧化硅膜包覆及其动力学研究

作     者：张成 周春勇 何俊 陈葵 ZHANG Cheng;ZHOU Chunyong;HE Jun;CHEN Kui

作者机构：华东理工大学化工学院上海200237 龙佰四川钛业有限公司四川德阳618209 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第8期

页      面：210-219页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：氧化硅 二氧化钛 膜层包覆 致密性 反应动力学 

摘      要：目的研究以液相沉淀法制备硅包膜钛白粉(SiO_(2)@TiO_(2))及氧化硅在TiO_(2)粒子表面的沉积成膜过程动力学,从而指导钛白粉表面改性工艺的优化。方法以硅酸钠为包膜剂在TiO_(2)表面包覆氧化硅膜层,通过比表面积、Zeta电位、SEM和酸溶率分析,研究包膜温度、包膜pH、熟化时间等工艺条件对SiO_(2)@TiO_(2)膜层结构的影响。采用动力学模型对氧化硅在TiO_(2)粒子表面的反应成膜过程进行计算拟合。结果在包膜温度368 K、包膜pH=9.0以及反应熟化时间180 min时,获得的SiO_(2)@TiO_(2)氧化硅膜层致密性好,酸溶率稳定在14%的较低水平,比表面积保持在10.58 m^(2)/g,等电点维持在2.34。氧化硅在TiO_(2)粒子表面的成核点形成阶段的活化能为16.31 kJ/mol,生长成膜阶段的活化能为25.80 kJ/mol。结论提高反应温度、在弱碱性条件下、延长熟化时间可使制备的SiO_(2)@TiO_(2)膜层致密性提高;SiO_(2)@TiO_(2)的比表面积、等电点与反映SiO_(2)@TiO_(2)膜层致密程度的酸溶率具有高度的相关性;氧化硅膜层在TiO_(2)表面的包覆过程分为成核点形成以及氧化硅沉积成膜两个阶段,均符合三级反应动力学特征。