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二氧化钛纳米粒子的结构、光学和阻抗光谱研究

(2020 年 2 月 4 日收到；2021 年 4 月 2 日修订；2021 年 4 月 4 日接受) 摘要。本文介绍了一种使用四异丙醇钛作为钛源通过溶胶-凝胶技术生产二氧化钛 (TiO 2 ) 纳米粒子的新合成方法。使用 X 射线衍射 (XRD)、HRTEM、吸收紫外光谱、FTIR 和交流阻抗光谱等多种测量方法分析了合成的纳米粒子。利用 X 射线峰通过 Williamson-Hall 方法计算晶粒尺寸和晶格应变。使用 Scherrer 方程通过 X 射线衍射计算出的晶粒尺寸给出近似尺寸，不能用于测量。发现 TiO 2 纳米粒子具有四方结构，晶体尺寸约为 12 纳米。通过 HRTEM 图像确认了粒度。对纳米粒子的光学研究响应表明，TiO 2 纳米粒子的可能可见吸收峰为 323 nm。讨论了从紫外可见吸收光谱计算出的 TiO 2 纳米粒子的带隙能量 (E g )，带隙为 3.14 eV。FTIR 光谱显示了 Ti-O 网络的振动带。在不同温度下，在 1 至 8 MHz 的频率范围内研究了 TiO 2 纳米粒子的交流电导率特性。发现 TiO 2 纳米粒子的电导率在低角频率区域保持恒定。在不同温度和频率下分析了介电参数。关键词：电导率、介电体、纳米粒子、二氧化钛、结构研究