四氯化钛与镁氢硅酸盐纳米管反应中二氧化钛微晶的形成机制

摘要： 本文研究了以四氯化钛和水蒸气为前驱体，在管状镁硅水合物Mg3Si2O5(OH)4（蛇纹石的合成类似物）纳米管上进行的二氧化钛原子层沉积首循环过程。通过X射线衍射、红外光谱、电子显微镜和氮气吸附测量对产物的结构和形貌进行了表征。采用原位重量分析法跟踪了蛇纹石与氯化氢的副反应。在150°C时，四氯化钛的化学吸附会在蛇纹石纳米管表面形成单分子层钛-氯基团，同时保持其原始晶体结构。相比之下，在300-400°C的较高温度下，该过程因包括基底脱羟基作用以及释放的水与四氯化钛反应形成纳米管间隙中二氧化钛微晶的次级相互作用而变得复杂。氯化氢（四氯化钛化学吸附和二氧化钛形成过程中的副产物）的作用导致蛇纹石发生降低其热稳定性并引发脱羟基的结构转变。