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) 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 )