（中国粉体技术网/三水）对于无机材料，拉曼光谱比红外光谱优越得多，因为在振动过程中，水的极化度变化很小，因此其拉曼散射很弱，干扰很小。此外，络合物中金属配位体键的振动频率一般都在100～700cm-1范围内，用红外光谱研究比较困难。然而这些键的振动常具有拉曼活性，且在上述范围内的拉曼谱带易于观测，因此适合于对络合物的组成、结构和稳定性等方面进行研究。
张宁等利用拉曼光谱研究了掺杂前后二氧化钛的相变过程和表面结构。
图1 不同温度焙烧下纯TiO 2的拉曼光谱
图2 不同温度下焙烧Ti:I=10:3（物质的量之比）样品（T3样品）的拉曼光谱
对照图1和图2拉曼光谱的强度发现掺杂后的样品的拉曼振动峰强度较纯TiO2明显减弱,据文献,粒径越大,峰形越尖锐,峰的线宽越小,拉曼峰的强度大。由此可以推断,随着焙烧温度的升高,制备的样品粒径变大。达到一定的温度,出现了金红石型的特征振动峰,由于143cm-1并不是金红石相的最强振动峰,所以在锐钛矿相逐渐转变成金红石相的过程中, 143 cm-1左右的峰强度逐渐变小。图3和图4分别为纯TiO2和T3在不同焙烧温度下拉曼光谱最强峰(Eg模)的展开图,随着焙烧温度的升高,对锐钛矿TiO2的拉曼峰的影响不仅仅表现在强度增加方面,同时峰的位移和峰线宽受温度影响也十分明显。碘掺杂TiO2的最强峰的峰位较纯TiO2有了明显的蓝移,纯TiO2焙烧温度为200℃时最强峰的峰位置为149. 31cm-1,而同样条件下的T3的最强峰的峰位置为153. 31cm-1,随着焙烧温度的升高,拉曼主峰位发生明显位移,T3的最强峰峰位从200℃时的153. 31cm-1红移至144.71cm-1(650℃),峰的线宽也随着焙烧温度的升高而减少,纯TiO2的主峰位、峰宽随着温度的变化出现了相同的变化规律。对于锐钛矿相TiO2而言,主峰位的红移、主峰位的线宽的减少说明了表面氧空位数量的减少。可以推断,随着焙烧温度的升高,样品的粒径变大,表面的氧空位数量迅速减少。
图3 纯TiO2的拉曼光谱最强峰展开图 图4 T3样品的拉曼光谱最强峰展开图
拉曼光谱测试表明,碘掺杂能使金红石相的二氧化钛在较低的温度下形成,相变温度为500℃左右, 700℃完全转变为金红石相,并且能有效的抑制晶粒的生长,导致拉曼光谱强度减弱,峰位蓝移且宽化,使表面氧空位增加。焙烧温度对样品的粒径和表面结构有很大的影响,随着温度的上升,粒径变大,表面氧空位数量减少。 |
