金红石型TiO_(2)的氧化硅膜包覆及其动力学研究
Coating Process and Kinetics of Rutile TiO_(2)with Silicon Oxide Film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)]
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。