Lepidocrocite-Type Titanate Formation from Isostructural Prestructures under Hydrothermal Reactions: Observation by Synchrotron X-ray Total Scattering Analyses
Lepidocrocite-Type Titanate Formation from Isostructural Prestructures under Hydrothermal Reactions: Observation by Synchrotron X-ray Total Scattering Analyses
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水热反应下等结构预结构形成纤铁矿型钛酸盐：通过同步加速器 X 射线全散射分析观察
DOI：
10.1021/acsomega.8b01693
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
4.1
通讯作者：
Ohara Koji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tominaka Satoshi;Yamada Hiroki;Hiroi Satoshi;Kawaguchi Saori I.;Ohara Koji
二氧化钛的形成，如金红石和锐钛矿，已知是通过在水热条件下形成锂镁石型层状结构进行的，但这种中间体的成核仍然不是很清楚。本文通过原位时间分辨对分布函数分析跟踪结构变化，观察了水热条件下锂镁石型层状钛酸盐的成核过程。我们发现，即使在碱性水溶液中进行热处理之前，就已经形成了具有-lt；1 nm结构域的钛酸盐团簇或波纹状层状预构造物，具有轻铁镁石类型的连接性。热处理后，直接从预制结构中生长出二维层状结构，而不是从溶解在溶液中的无定形聚合物氢氧化物中生长出来。因此，在水热条件下，类锂钛矿预构的形成是形成层状钛酸盐的关键。
The formation of titanium dioxides, such as rutile and anatase, is known to proceed through the formation of a lepidocrocite-type layered structure under hydrothermal conditions, but the nucleation of this intermediate is still not understood well. Here, the nucleation of lepidocrocite-type layered titanates under hydrothermal conditions is observed by tracking the structural changes by in situ time-resolved pair distribution function analyses. We found that titanate clusters or corrugated layered prestructures having <1 nm domains with lepidocrocite-type connectivity were formed even before thermal treatment in alkaline aqueous solution. Upon thermal treatment, a two-dimensional layered structure grew directly from the prestructure, not from the amorphous polymeric hydroxide dissolved in the solution. Thus, we conclude that the formation of the lepidocrocite-like prestructure is the key for forming a layered titanate under hydrothermal conditions.
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