新型鈦系材料中的層狀鈦基氧化物.pdf

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1、化學(xué)世界新型鈦系材料中的層狀鈦基氧化物許磊，銀敏，胡麗芳，何杰(安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001)摘要：層狀鈦基氧化物具有鈣鈦礦型和纖鐵礦型，是典型的陽離子層狀材料。其具有良好的層間離子可交換性、可柱撐性和可剝離一組裝性。通過這些性質(zhì)可以構(gòu)建新型材料，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。主要介紹層狀鈦基氧化物的基本結(jié)構(gòu)，作為功能材料的性能，以及通過改性后在催化及其它領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：層狀鈦基氧化物；結(jié)構(gòu)；離子交換；剝離一組裝；催化中圖分類號：O614．411文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：0367-6358(2015)11-0694—05Layered

2、Titanium—basedOxidesasNovelTitaniumMaterialsXULei，YINMin，HULi—fang，HEJie(SchoolofChemicalEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，AnhuiHuainan232001，China)Abstract：Layeredtitanium—basedoxidesaretypicalcationiclayeredmaterials，whichhavetwostructurilformssuchasperov

3、skiteandlepidocrocite．Layeredtitanium—basedoxideshavemanyexcellentproperties，suchasion—exchangeing，pillaringandexfoliation—assembly，whichcanbeusedtobuildnovelmaterialstoenlargetheapplicationfields．Thebasicstructures，theperformancesandtheapplicationsascatalystsandotherfunct

4、ionalmaterialsforlayeredtitanium—basedoxidesarediscussed．Keywords：layeredtitanium—basedoxides；structure；ion—exchange；exfoliation—assembly；catalysis隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)和“綠色化學(xué)”的提出，越一個獨(dú)特的納米級反應(yīng)空間，同時剝離后的納米片來越多的學(xué)者致力于開發(fā)兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效可作為制備其它新納米結(jié)構(gòu)的基本單元?；趯訝钜?、促使化學(xué)工業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展的新型催化劑，層鈦基氧化物的結(jié)構(gòu)特征，它具有離子可

5、交換性、可柱狀鈦基氧化物因其較高的催化活性和選擇性、回收撐和可剝離一組裝等基本性質(zhì)，使其在催化、光學(xué)、電利用率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的研究和應(yīng)用。學(xué)、環(huán)保等方面都具有廣泛的應(yīng)用。層狀鈦基氧化物一般包括層狀鈦酸鹽、具有晶格缺1層狀鈦基氧化物的結(jié)構(gòu)特征陷的鈦酸鹽和層狀鈦鈮酸鹽等。這幾種形式的層狀層狀鈦酸鹽是典型的陽離子層狀化合物，其結(jié)鈦基氧化物在結(jié)構(gòu)特征上有許多共同特點(diǎn)，即由構(gòu)通式為A2O[TiO2](A=Na、K、Li；一2，3，4，TiO(X===5，6)或其與NbO。八面體結(jié)構(gòu)單元通過5，6)。其主體由Ti和O形成的八面體或五面體通共

6、邊或共角堆積而成的二維層板縱向有序堆積成三過共角、共邊或共面構(gòu)成互相平行的單元層，即通常維晶體結(jié)構(gòu)，層間原子以靜電作用力結(jié)合。層狀鈦所說的層板，層板帶有負(fù)電荷；層間存在著可移動與基氧化物特有的層狀結(jié)構(gòu)，為許多化學(xué)反應(yīng)提供了可交換的金屬陽離子，如K，Na，Li，Cs等離收稿日期：2014—12—27；修回日期：2015—04—17基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21271008)作者簡介：許磊(1990一)，男，安徽阜陽人，碩士生，主要從事復(fù)合氧化物功能材料及其環(huán)境催化方面的研究。Email：1289345347@qqcorn。*聯(lián)系人：E—

7、mail：ihe@aust．edu．cn。第11期化學(xué)世界可以在夾層空間中進(jìn)行，從而有可能控制插入分子3．2特殊材料應(yīng)用的取向、粒度或聚集尺寸。最終通過主客體間的協(xié)3．2．1電池材料同作用，有效抑制光生電子e與光致空穴h間復(fù)合層狀鈦基氧化物用于鋰離子電池材料具有比能反應(yīng)的發(fā)生，使其各自的化學(xué)、物理性質(zhì)得到改變，量高、循環(huán)壽命長、安全和對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，是從而展現(xiàn)出較單純主、客體而言更為豐富的光催化目前商品化鋰離子電池所用碳負(fù)極材料的理想替代性能。另外，層狀鈦基氧化物與金屬氧化物的復(fù)合材料。同時，層狀鈦基氧化物易于制備成各種形態(tài)催化劑，可在

8、可見光條件下實(shí)現(xiàn)光催化反應(yīng)，這避免和結(jié)構(gòu)的納米材料，為進(jìn)一步提高其高倍率充放電了TiO。只在紫外光區(qū)域響應(yīng)，無法在自然光下應(yīng)性能提供了有利保證。其中零應(yīng)變材料LiTiO。用的弊端