Введение
2. Литературный обзор
2.1. Кристаллическая структура, химические и полупроводниковые свойства диоксида титана 9
2.2. Диаграмма состояния и дефектная структура TiO2 11
2.3. Основные области практического использования TiO2 14
2.4. Методы получения диоксида титана с различной морфологией и влияние условий синтеза на свойства получаемых материалов
2.4.1. Получение диоксида титана в жидких средах 22
2.4.2. Получение диоксида титана в газовых средах 29
2.4.3. Получение диоксида титана из твердых компонентов 31
2.4.4. Методы синтеза легированного TiO2
2.5. Основные методы исследования процессов образования наноматериалов. 33
2.6. Моделирование структуры и поведения дефектов в TiO2 40
2.7. Постановка задач исследования 44
3. Экспериментальная часть 46
3.1. Исходные реактивы и материалы 46
3.2. Получение сферических частиц наноструктурированного диоксида титана 46
3.3. Методы исследования
3.3.1. Порошковая рентгеновская дифракция 47
3.3.2. Растровая электронная микроскопия 47
3.3.3. Просвечивающая электронная микроскопия 47
3.3.4. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения, электронная дифракция с выделенной области, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов 47
3.3.5. Динамическое светорассеяние 48
3.3.6. Спектроскопия диффузного отражения 48
3.3.7. Электронный парамагнитный резонанс 48
3.3.8. Капиллярная конденсация азота при 77 К 48
3.3.9. Малоугловое рассеяние рентгеновского излучения в жидкой фазе 48
3.3.10. Малоугловое рассеяние рентгеновского излучения в газовой фазе 49
3.3.11. Исследование фотокаталитической активности 50
3.3.12. Моделирование методом теории функционала плотности (ТФП) 51
3.3.13. Обработка данных малоуглового рассеяния рентгеновского излучения 51
4. Обсуждение результатов 54
4.1. Зависимость свойств TiO2 от условий получения 54
4.1.1. Исходный TiO2 54
4.1.2. Легированный азотом TiO2 59
4.2. Исследование процессов формирования микросфер TiO2 65
4.2.1. Образование оболочки микросфер 65
4.2.2. Образование ядер микросфер 69
4.2.3. Модель внедрения азота в кристаллическую решетку TiO2 76
4.3. Исследование примесных атомов азота в решетке TiO2 77
4.3.1. Исследование формы присутствия атомов азота в образцах легированного TiO2 78
4.3.2. Исследование процессов, протекающих в процессе хранения легированного азотом TiO2 85
4.4. Исследование фотокаталитической активности чистого и легированного азотом TiO2 под действием излучения различного диапазона 99
5. Список условных обозначений 104
6. Выводы 105
7. Список литературы 106
8. Благодарности 124
