Synthesis of titanate, TiO2 (B), an

Synthesis of titanate, TiO2 (B), and anatase TiO2 nanofibers from
natural rutile sand
1. Introduction
The synthesis and characterization of one-dimensional
(1-D) nanostructured (nanotubes, nanorods, and
nanowires) have received considerable attention due to
their unique properties and novel application [1–4].
Much effort has concentrated on the important metal
oxides such as TiO2, SnO2, VO2, and ZnO [1–8]. Among
them, TiO2 and TiO2-derived materials are of importance
for utilizing solar energy and environmental
purification. TiO2 has been widely used for various
applications such as a semiconductor in dye-sensitized
solar cell, water treatment materials, catalysts, gas
sensors, and so on [9–14]. TiO2-derived nanotubes and
nanowires can be easily fabricated by treating TiO2
power with highly concentrated NaOH [15–28]. In our
previous works, due to high cost of TiO2 nanoparticles
[18,21,22], the use of natural rutile sand via hydrothermal
synthesis was investigated [19], however the
products in an earlier study were titanate (not TiO2)
nanofibers. By modifying ion-exchanging treatment,
TiO2 anatase nanofiber/nanoparticle composite powder
was also prepared [20].
In this study, TiO2 (B) and anatase TiO2 nanofibers
obtained by hydrothermal and post-heat-treatments
from natural rutile sand will be reported.
2. Experimental
2.1. Synthesis
Titanate nanofibers were synthesized by hydrothermal
method (150 1C for 72 h) using natural rutile sand
(96.0% TiO2, yielded in Australia, Tiwest Sales Pty.
Ltd., Bentley, Australia) as the starting materials [19,20].
It is worth noting that the cost of natural rutile sand
used in this study is oUS$1/kg, which is 1/50–1/100 of a
commercial rutile or an anatase powder in an ordinary
grade [19].
In a typical synthesis, 300mg of natural rutile sand
(without further purification) brown granules were put
into a Teflon-lined stainless steel autoclave. Then, the
autoclave was added with 50mL of 10M NaOH
aqueous solution and heated at 150 1C for 72 h
with stirring condition. After the autoclave was naturally
cooled to room temperature, the obtained product
was washed with HCl aqueous solution, distilled water
for several times, followed by freezed drying. The
samples were calcined for 4 h at 120–1000 1C in air
condition.
2.2. Characterization
The crystalline structure of samples was evaluated by
X-ray diffraction (XRD, RIGAKU RINT 2100).
The microstructure of the prepared materials was
analyzed by scanning electron microscopy (SEM,
JEOL JSM-6500FE), transmission electron microscopy
(TEM, JEOL JEM-200CX), and selected-area electron
diffraction (SAED). The Brunauer–Emmett–
Teller (BET) specific surface area was determined by
the nitrogen adsorption (BEL Japan, BELSORP-18
Plus).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สังเคราะห์ของ titanate, TiO2 (B), และ nanofibers anatase TiO2 จากแซนด์ rutile ธรรมชาติ1. บทนำการสังเคราะห์และสมบัติของ one-dimensionalNanostructured (1-D) (nanotubes, nanorods และnanowires) ได้รับความสนใจมากเนื่องของคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้นวนิยาย [1-4]ความพยายามมากมีเข้มข้นบนโลหะสำคัญออกไซด์ เช่น TiO2, SnO2, VO2, ZnO [1-8] ระหว่างพวกเขา TiO2 และ TiO2 มาวัสดุมีความสำคัญสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และสิ่งแวดล้อมฟอก TiO2 ได้ถูกใช้สำหรับการต่าง ๆโปรแกรมประยุกต์เช่นสารกึ่งตัวนำใน sensitized ย้อมเซลล์แสงอาทิตย์ น้ำบำบัดวัสดุ สิ่งที่ส่งเสริม ก๊าซเซนเซอร์ และอื่น ๆ [9-14] Nanotubes TiO2 มา และnanowires สามารถได้อย่างง่ายดายหลังสร้าง โดยรักษา TiO2พลังงานกับ NaOH เข้มข้นสูง [15-28] ในของเราผลงานก่อนหน้านี้ เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของ TiO2 เก็บกัก[18,21,22], การใช้ rutile ธรรมชาติทรายผ่าน hydrothermalการสังเคราะห์ถูกสอบสวน [19] , อย่างไรก็ตามการผลิตภัณฑ์ในการศึกษาก่อนหน้านี้ได้ titanate (ไม่ TiO2)nanofibers โดยการปรับเปลี่ยนการแลกเปลี่ยนไอออนรักษาTiO2 anatase nanofiber/nanoparticle ผสมผงนอกจากนี้ยังมีเตรียมไว้ [20]ในการศึกษานี้ TiO2 (B) และ anatase TiO2 nanofibersรับ โดย hydrothermal และ post-heat-treatmentsจากธรรมชาติ rutile ทรายไว้2. ทดลอง2.1. การสังเคราะห์Titanate nanofibers ถูกสังเคราะห์ โดย hydrothermalแซนด์ rutile ธรรมชาติโดยใช้วิธี (150 1C สำหรับ 72 h)(96.0% TiO2, yielded in Australia, Tiwest Sales Pty.Ltd., Bentley, Australia) as the starting materials [19,20].It is worth noting that the cost of natural rutile sandused in this study is oUS$1/kg, which is 1/50–1/100 of acommercial rutile or an anatase powder in an ordinarygrade [19].In a typical synthesis, 300mg of natural rutile sand(without further purification) brown granules were putinto a Teflon-lined stainless steel autoclave. Then, theautoclave was added with 50mL of 10M NaOHaqueous solution and heated at 150 1C for 72 hwith stirring condition. After the autoclave was naturallycooled to room temperature, the obtained productwas washed with HCl aqueous solution, distilled waterfor several times, followed by freezed drying. Thesamples were calcined for 4 h at 120–1000 1C in aircondition.2.2. CharacterizationThe crystalline structure of samples was evaluated byX-ray diffraction (XRD, RIGAKU RINT 2100).The microstructure of the prepared materials wasanalyzed by scanning electron microscopy (SEM,JEOL JSM-6500FE), transmission electron microscopy(TEM, JEOL JEM-200CX), and selected-area electrondiffraction (SAED). The Brunauer–Emmett–Teller (BET) specific surface area was determined bythe nitrogen adsorption (BEL Japan, BELSORP-18Plus).

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การสังเคราะห์ titanate, TiO2 (B) และเส้นใยนาโนแอนาเทส TiO2
จากธรรมชาติrutile ทราย
1 บทนำการสังเคราะห์และศึกษาคุณสมบัติของหนึ่งมิติ(1-D) อิเล็กทรอนิคส์ (ท่อนาโน, แท่งนาโนและnanowires) ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากการคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาและการประยุกต์นวนิยาย[1-4]. ความพยายามมากได้จดจ่ออยู่กับโลหะที่สำคัญออกไซด์เช่น TiO2, SnO2, VO2 และซิงค์ออกไซด์ [1-8] ในหมู่พวกเขา TiO2 และวัสดุ TiO2 ที่ได้มามีความสำคัญสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์และสิ่งแวดล้อมบริสุทธิ์ TiO2 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับต่างๆการใช้งานเช่นเซมิคอนดักเตอร์ในสีย้อมไวแสงเซลล์แสงอาทิตย์วัสดุบำบัดน้ำตัวเร่งปฏิกิริยาก๊าซเซ็นเซอร์และอื่นๆ [14/09] ท่อนาโน TiO2 มาและnanowires สามารถประดิษฐ์ได้อย่างง่ายดายโดยการรักษา TiO2 ไฟฟ้าที่มี NaOH ความเข้มข้นสูง [15-28] ของเราในการทำงานก่อนหน้านี้เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของอนุภาคนาโน TiO2 [18,21,22] การใช้ทราย rutile ธรรมชาติผ่านร้อนสังเคราะห์ถูกตรวจสอบ[19] แต่สินค้าในการศึกษาก่อนหน้านี้titanate (ไม่ TiO2) nanofibers โดยการปรับเปลี่ยนการรักษาไอออนแลกเปลี่ยนTiO2 แอนาเทสเส้นใยนาโน / ผงอนุภาคนาโนคอมโพสิตยังถูกจัดทำขึ้น[20]. ในการศึกษานี้ TiO2 (B) และแอนาเทส TiO2 nanofibers ได้โดยการโพสต์ร้อนและความร้อนบำบัดจากธรรมชาติ rutile ทรายจะมีการรายงาน 2 การทดลอง2.1 การสังเคราะห์สารไททาเนต nanofibers ถูกสังเคราะห์โดย hydrothermal วิธีการ (150 1C 72 ชั่วโมง) โดยใช้ทราย rutile ธรรมชาติ(96.0% TiO2 ยอมแพ้ในออสเตรเลีย Tiwest ขาย Pty. Ltd. , เบนท์ลีย์, ออสเตรเลีย) เป็นวัสดุที่เริ่มต้น [19,20]. มัน เป็นที่น่าสังเกตว่าค่าใช้จ่ายของทราย rutile ธรรมชาติที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ภายใต้กฎระเบียบ$ 1 / กิโลกรัมซึ่งเป็น 1 / 50-1 / 100 ของrutile เชิงพาณิชย์หรือผงแอนาเทสในสามัญชั้นประถมศึกษาปี[19]. ในการสังเคราะห์ทั่วไป 300mg ทราย rutile ธรรมชาติ(ไม่บริสุทธิ์ต่อไป) เม็ดสีน้ำตาลถูกใส่ลงไปในหม้อนึ่งความดันสแตนเลสเทฟลอนเรียงราย จากนั้นนึ่งที่ถูกเพิ่มเข้ามาด้วย 50mL ของ 10M NaOH สารละลายและให้ความร้อนที่ 150 1C 72 ชั่วโมงที่มีสภาพกวน หลังจากนึ่งที่ถูกธรรมชาติเย็นที่อุณหภูมิห้องได้รับสินค้าที่ถูกล้างด้วยสารละลายHCl, น้ำกลั่นสำหรับหลายครั้งตามด้วยการอบแห้งfreezed ตัวอย่างที่ถูกเผา 4 ชั่วโมงที่ 120-1,000 1C ในอากาศสภาพ. 2.2 ลักษณะโครงสร้างผลึกของกลุ่มตัวอย่างได้รับการประเมินโดยX-ray diffraction (XRD ของ Rigaku rint 2100). จุลภาคของวัสดุที่เตรียมได้รับการวิเคราะห์โดยการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM, JEOL JSM-6500FE) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน(TEM, JEOL JEM -200CX) และอิเล็กตรอนที่เลือกพื้นที่การเลี้ยวเบน(Saed) Brunauer-Emmett- หมอดู (BET) พื้นที่ผิวจำเพาะถูกกำหนดโดยการดูดซับไนโตรเจน(BEL ญี่ปุ่น BELSORP-18 พลัส)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การสังเคราะห์งาน ) , ( B ) และนาโน anatase TiO2 จากทราย rutile ธรรมชาติ

1 บทนำ
การสังเคราะห์และลักษณะสมบัติของมิติ
( ภายใน ) nanostructured ( nanorods นาโน , นาโน , และ
) ได้รับความสนใจมากเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของพวกเขาและการประยุกต์ใช้
นวนิยาย [ 1 – 4 ] .
อย่างมาก ได้เน้นความสำคัญของโลหะออกไซด์ TiO2 SnO2
เช่นการใช้ออกซิเจน , , ,และ ซิงค์ออกไซด์ [ 1 – 8 ] ระหว่าง
, TiO2 TiO2 ได้และวัสดุที่มีความสําคัญ
ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และบำบัดสิ่งแวดล้อม

) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับโปรแกรมประยุกต์ต่าง ๆเช่น สารกึ่งตัวนำชนิด

ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ , น้ำวัสดุ , ตัวเร่งปฏิกิริยา , แก๊ส
เซ็นเซอร์และอื่นๆ [ 9 – 14 ] ใช้นาโนนาโน TiO2 และ
สามารถประดิษฐ์โดยรักษา TiO2
พลังงานที่มีความเข้มข้นสูง มี 28 ) [ 15 ] ในงานของเรา
ก่อนหน้านี้เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของอนุภาคนาโน TiO2 18,21,22
[ ] , การใช้ทราย rutile สังเคราะห์ศึกษาธรรมชาติผ่านด้วย

[ 19 ] แต่ผลิตภัณฑ์ในการศึกษาก่อนหน้านี้เป็นไททาเนต ( TiO2 )
นาโน . โดยการแลกเปลี่ยนไอออนรักษา anatase TiO2

ผงนาโนไฟเบอร์ / อนุภาคนาโนคอมโพสิตยังเตรียม [ 20 ] .
ในการศึกษานี้ , TiO2 ( B ) และนาโน anatase TiO2 ได้ด้วย

และความร้อนจากทราย rutile ธรรมชาติจะมีรายงาน .
2 ทดลอง
2.1 . การสังเคราะห์เส้นใยสังเคราะห์
ไททาเนตโดยวิธีไฮโดรเทอร์มอล
( 150 1C 72 ชั่วโมง ) โดยใช้ทราย rutile ธรรมชาติ
( 96.0 % ) พบในออสเตรเลีย tiwest ขาย Pty .
จำกัด , เบนท์ลีย์ , ออสเตรเลีย ) เป็นวัตถุดิบเริ่มต้น 19,20
[ ]เป็นมูลค่า noting ว่าค่าใช้จ่ายของทราย rutile ธรรมชาติ
ที่ใช้ในการศึกษา คือ ที่ดิน $ 1 กิโลกรัม ซึ่งเป็น 1 / 50 - 1 / 100 ของ
รูไทล์เชิงพาณิชย์หรือผงอะนาเทสในเกรดธรรมดา
[ 19 ] .
ในการสังเคราะห์โดยทั่วไป Neurontin ทราย rutile ธรรมชาติ
( ไม่ บริสุทธิ์เพิ่มเติม ) เม็ดสีน้ำตาลใส่
เป็น Teflon เรียงราย Autoclave เหล็กสแตนเลส งั้น
หม้อนึ่งความดันเพิ่มกับ 50ml 10 เมตร NaOH
สารละลายและให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 150 c 72 H
กับคนเงื่อนไข หลังจากนึ่งถูกธรรมชาติ
เย็นเพื่ออุณหภูมิห้องได้ผลผลิต
ถูกล้างด้วยสารละลาย HCl , น้ำกลั่น
หลายครั้ง ตามด้วย freezed การอบแห้ง
ตัวอย่างถูกเผา 4 H ที่ 120 – 1000 1C ในอากาศ

2.2 สภาพ . . ลักษณะ
โครงสร้างของผลึกของกลุ่มตัวอย่างที่ประเมินโดย
การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ rigaku รินทร์ , 2100 ) .
โครงสร้างจุลภาคของวัสดุที่เตรียมไว้ คือ
วิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM
จอล jsm-6500fe ) ส่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
( ประทับ , จอล jem-200cx ) และเลือกพื้นที่อิเล็กตรอน
การเลี้ยวเบน ( saed ) การ brunauer –เอ็มเม็ตเลอร์ (
( พนัน ) พื้นที่ผิวจำเพาะถูกกำหนดโดย
การดูดซับไนโตรเจน ( เบลญี่ปุ่น belsorp-18

บวก )