Sintering Rate and Mechanism of TiO(2) Nanoparticles by Molecular Dynamics.
Sintering Rate and Mechanism of TiO(2) Nanoparticles by Molecular Dynamics.
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DOI：
10.1021/jp2032302
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发表时间：
2011-06-09
影响因子：
3.7
通讯作者：
Pratsinis, S. E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Buesser, B.;Groehn, A. J.;Pratsinis, S. E.
二氧化钛是主要的白色颜料和光催化材料，是防晒霜的关键成分，在光伏和有机蒸气传感器方面具有广阔的应用前景。纳米二氧化钛的烧结生长是其规模化生产和加工的关键步骤，并用分子动力学方法对其进行了定量研究。来自颗粒表面的高活动性离子填充了纳米颗粒之间最初凹陷的空间(表面扩散)，形成了最终的完全结合的球形颗粒，内部钛离子和氧离子的位移最小(晶界扩散)，这也揭示了二氧化钛这两种烧结机制的重要性和先后顺序。提取的二氧化钛纳米颗粒的烧结速度比文献中的要快得多，但由于颗粒尺寸的增加而很好地收敛到它。
Titania is the dominant white pigment and photocatalytic material, a key component of sunscreens and has promising applications in photovoltaics and sensors of organic vapors. The growth of TiO2 nanoparticles by sintering, the critical step during their large scale manufacture and processing, is elucidated and quantified by molecular dynamics. Highly mobile ions from the particle surface fill in the initially concave space between nanoparticles (surface diffusion) forming the final, fully-coalesced, spherical-like particle with minimal displacement of inner Ti and O ions (grain boundary diffusion) revealing also the significance and sequence of these two sintering mechanisms of TiO2. A sintering rate for TiO2 nanoparticles is extracted that is much faster than that in the literature but nicely converges to it for increasing particle size.
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