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低溫下金紅石型二氧化鈦塗層的雲母合成與顏料特性

發表人 : 王文廷指導老師 : 戴子堯 老師日期 :2012.12.101

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大綱 前言 研究方法 結果與討論 結論 參考文獻

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前言 MnO2 沉 積 於 雲 母 上 導 致 形 成 的 金 紅 石 型

TiO2 薄膜組成的高素質面向細針結構在雲母表面和奈米花結構，如圖一。

圖一、奈米花結構

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前言 有各種方法可將 TiO2 沉積到雲母，如 : 同質化水解、滴定法、溶膠與凝膠技術、化學氣相沉積法 (CVD) 。 一般金紅石轉換需要很高的溫度，固相反應介於 400~1200 ℃ ，但是 800~900 ℃ 沉澱單晶 TiO2 薄層會轉換為非晶態 TiO2 。 在 70 ℃ 無煅燒雲母襯底時，金紅石型二氧化鈦包覆雲母氧化鈦顏料通過水解合成四氯化鈦和 MnO2 的轉化效果，觀察金紅石。

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金紅石型之 TiO2 塗覆在雲母氧化鈦之顏料製備的四氯化鈦乙醇溶液中通過水解，在 70℃時，以 MnO2 做為促進金紅石型添加劑，將金紅石之 TiO2 沉積在雲母，如圖二。

圖二、雲母結構

研究方法

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在 (110) 、 (111) 、 (211) 、 (220) 晶面有金紅石 TiO2 ，而峰值出現雲母顆粒沉積的MnO2 。

結果與討論

圖三、雲母氧化鈦與不同量的 MnO2 XRD 圖

(e)2.76% MnO2

(d)2.07% MnO2

(c)1.38% MnO2

(b)0.69% MnO2 (a)0% MnO2

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以四種參數，分別以 MnO2 含量為 0.69% 、1.38% 、 2.07% 及 2.76% 觀察雲母含量，如圖四之數據

圖四、雲母與 MnO2 含量圖

0.69%

1.38%

2.76%

2.07%

0%

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一般雲母與添加 2.07 ％ MnO2eTiO2 雲母，做比較，如圖五拉曼光譜之數據。

圖五、雲母與添加 2.07 ％ MnO2eTiO2 雲母之拉曼光譜

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證實 2.07 ％（重量）的 MnO2 雲母提供完整的金紅石型 TiO2 塗層，如圖六。

圖六、 SEM 結構影像

A B

C D

1. A 、 B為 0% MnO2

2. C 、 D 為2.07% MnO2

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反射率的雲母鈦顏料在不同的 MnO2 含量，

圖七、光譜反射率曲線圖 圖八、照明曲線圖

(a)0%(b)0.69%(c)1.38%(d)2.07%

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從表一，可看出 MnO2 的增加導致減少了亮度，但是飽和度卻是明顯增加，以紅、綠、黃及藍顏色做搭配。

表一、光譜反射率比對表

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結論 不斷增加 MnO2 沉積到雲母 TiO2 塗層，質量分數的增加，導致相對於銳鈦礦型金紅石相之生成。 只有 2.07 ％（重量） MnO2 的利用雲母重量，發現開始不需要進行煅燒，就能提供一個完整的金紅石 TiO2 塗層。 金紅石 TiO2 包覆雲母鈦顏料下表現出高光 UV照明，有助於提高耐用性有機基材，如聚合物和塗料。

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參考文獻 材料電子顯微鏡學，全華出版社 以”二氧化鈦”為關鍵字收尋相關資訊 以”奈米花”為關鍵字收尋相關資訊 http://www.onwhim.com/gate?mod=article&id=2

0100826134436( 礦物之說明 )

http://taiwanpedia.culture.tw/web/content?ID=9493( 水晶之石英解說 )

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