第5期 电子元件与材料 Vol.22 No.5 2003年5月 ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS Ma y 2003
研究与试制
R & D
纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为
孙秀果1，魏 雨2，贾振斌2
（１．石家庄铁道学院材料科学与工程系，河北 石家庄 ０５００４３；２．河北师范大学化学学院，河北 石家庄 ０５００１６）
摘要：为使纳米TiO 2在水溶液中良好稳定地分散，采用透光率法对粒径约为30 nm的锐钛型TiO 2粉体在水溶液中分散行为进行了研究，并对其进行粒度分布、æ电位的测定。实验结果证明：加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂，调节pH 值为8~10，超声分散约10 min可以使纳米二氧化钛在水溶液中获得良好稳定的分散。通过测定分散相在分散介质中的æ电位，验证了pH 值影响纳米TiO 2粉体在水中的分散行为。
关键词：二氧化钛；纳米粒子；分散性 中图分类号： O 612.4
文献标识码：A
文章编号：1001-2028（2003）05-0011-03
Dispersion Behavior of Nano-titania Powder in Aqueous Solution
SUN Xiu-guo1, WEI Yu2, JIA Zhen-bin2
(1. Department of Material Science and Engineering, Shijiazhuang Railway Institute， Shijiazhuang 050043, China;
2. College of Chemistry, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China)
Abstract : The factors that influence the dispersion behavior of nano-titania in aqueous solution were investigated by spectrophotometry. By ultrasonic treatment for 10 min, nano-titania can be dispersed well and stably in aqueous solution when Na 2SiO 3 used as dispersant (0.8% of TiO2 in mass) and pH 8~10. The measured zeta potential of the particles in aqueous solution has confirmed the effect of pH on dispersion behavior.
Key words: TiO2; nanometer-particles; dispersibility
在多相光催化中，纳米锐钛矿型TiO 2粉体由于具有无毒、催化活性高、稳定性好以及抗氧化能力强等优点而倍受青睐[1~2]。近年来，纳米TiO 2粒子的制备和应用的研究已受到人们的极大关注[3~6]。但由于纳米TiO 2颗粒的比表面积大，在制备、后处理和应用过程中极易发生团聚，会严重影响纳米TiO 2的应用及催化性能。因此，对纳米TiO 2粉体进行表面改性及包覆处理是必要的，如表面包硅或包铝都是在水溶液中进行的，只有首先实现纳米TiO 2的单分散，才能对其颗粒表面进行均匀的包覆改性。如果分散不良，会造成包膜时颗粒表面涂膜不均匀，甚至有些颗粒涂覆不到，达不到包膜作用，影响产品的应用性能。因此，研究如何改善纳米二氧化钛在水溶液中的分散是十分必要的。本文的主要目的是对影响分散的各个因素进行系统的探索，找出合适的分散条件，为包膜工作做好准备。评估分散效果的方法很多，如测分散相的沉降高度、分散后颗粒的粒度分布、接触润湿角以及TEM
检测[7~8]等。笔者采用透光率法，对粒径为20~30 nm 的锐钛矿型TiO 2粉体在水中的分散行为进行了研究，获得了一些有意义的结果。
1 实验
1.1 纳米TiO 2粉体的制备
将一定量TiCl 4溶于水中首先制得TiOCl 2溶液，
-SO 2在微量添加剂（ 作用下，沸腾回流4~5 h ，沉淀4）过滤水洗3~5次，滤饼在100℃烘干约10 h ，即得纳
米二氧化钛粉体。使用XRD 和TEM 分别对所得粉体进行表征。证明为纯锐钛矿型TiO 2，粒径约30 nm 。 1.2 纳米TiO 2在水中的分散
将制得的纳米TiO 2 粉体分散于去离子水中，其固液比分别为3︰100，1.5︰100，0.5︰100，置于超声波清洗器中进行超声分散，在波长为510 nm 处，用7220型分光光度计测定体系的透光率–时间关系，根据其透光率随时间的变化情况分析固液比对纳米
收稿日期：2002-11-17 修回日期：2002-12-16 基金项目：河北省自然科学资助项目（501115） 作者简介：孙秀果（1970–），女，河北张家口人，石家庄铁道学院材料科学与工程系助教，硕士，主要从事纳米材料方面的研究。Tel ：（0311）6850232；
E-mail ：[email protected] 。
12 电 子 元 件 与 材 料 2003年
TiO 2分散的影响。另外，用该法还对添加分散剂、pH 值及超声功率对纳米TiO 2分散的影响进行了研究。
2 结果与讨论
图1示出了利用TiOCl 2
溶液直接水解所得的纳米TiO 2粒子的TEM 照片。取极少量TiO 2粉末均匀分散于水中，用Z —3000 Zeta 电位与粒度分布仪进行测定，得出粉末粒度的分布结果。图
图1 纳米TiO 2粒子的TEM 照片2为所得的纳米TiO 2粉末的Fig.1 TEM photograph of TiO2
粒度分布曲线，可以看出利nanoparticles by forced hydrolysis
of TiOCl2 solution 用该法制备的TiO 2颗粒为球形，粒径分布较窄，平均粒径约为
30 nm 。图3为样品的XRD 图谱，与锐钛矿型TiO 2
标准图谱一致，证明该产物为锐钛
矿型。 将定量的样品通过超声作用
分别分散于水中形成相对稳定的悬浮液体系，当一
20 30 40 50 60 70
2θ / (°) 束波长为λ的光
图3 纳米TiO 2的XRD 图谱
入射到该体系时，Fig.3 XRD graph of TiO2 nanoparticles
体系对于入射光
的作用满足朗伯–比尔定律：
A = εm b C S （1） A = –lgT （2）
则 lgT = –εm b CS 公式（1）（2）中：εm 为摩尔吸光系数；b 为样品池的厚度；C S 为待测液的浓度；A 为吸光度；T 是透光率。在相同的实验条件下，b 、εm 相同，那么，体系的透光率对数与体系中的纳米粒子的浓度C 成反比例关系。随着浓度增加，透光率减小。如透光率不再减小，认为分散已基本完全。实验具体过程是在不同条件下超声分散TiO 2浆液，然后用同一滴管吸取0.15 mL 相对稳定的悬浮液定容于25 mL 的容量瓶中（保证浓度很稀，符合朗伯–比尔定律的条件），摇匀，测其透光率（T ）值，从而进行比较。
图4给出不同固液比在超声分散时，测得的透光
率随时间的变
化。随着固液比的增加，超声分散完全的时间相应延长。如固液
比为1.5:100，超声分散50 min可使其完全分散，但固液比为
3:100时，分散完全的时间需在1 h以上。
由于纳米粉体团聚的固有特性，在TiO 2浆液中适量添加分散剂，在颗粒表面形
成双电层，提高斥力势能，可缩
短分散时间。如1.5 g TiO2粉
体，分散于100
mL 水中，添加
0.1 mol/L的硅
酸钠1.0 mL ，超声分散10
min 可达到未加分散剂40min 的透光率（T ）值。图5示出了透光率随分散剂的加入量变化的关系曲线。可以看出，适量的分散剂才能起到分散的作用。
当硅酸钠的加入量在0.1~1.0 mL 时，由于Na +离子在TiO 2表面吸附并形成双电层，使粒子之间发生团聚的引力大大降低，可达到快速分散的目的。另一方面，对带负电的TiO 2分散体，添加拥有较大阴离子的硅酸钠作为分散剂，可使|ζ|电位增大，从而提高其分散性。根据公式
1
22 N CZ 2e A k =() 2 B Θε
可知（式中：k 表示双电层的扩展程度，1/k 称为双电层的厚度）[9]，随着硅酸钠的浓度的增加，形成的双
，所以硅酸浓度太大时，电层的厚度1/k 反比于使双电层变薄，导致颗粒重新聚集。式中：ε 为介电常数；e 为电子电荷；Z 为原子价；N A 为阿伏加德罗常数；C 为强电解质（硅酸钠）的浓度；Θ 为热力学温度；k B 为一常数。
取1.5 g TiO2粉体，分散于100 mL 水中，添加0.1
mol/L的硅酸钠1.0 mL ，在不同的pH 值下超声分散10 min ，按上述方法测其透光率。图6给出了pH 值对纳米TiO 2粉体在水中分散的影响。可以看出，pH 值为8至10时，其透光率值基本相同，说明纳米TiO 2在该pH 范围内均可短时间获得良好的分散。
第 5 期 13 孙秀果等：纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为
90 85 80 75 70 65 60
8.0 8.5 9.0 9.0 10.0 10.5 11.0
pH
图6 pH值对TiO 2纳米粉体分散性的影响 Fig.6 Effect of pH value on ultrasonic
dispersion of TiO2 nanopowder TiO 2的æ电位如图7所示，pH 值在8~10，æ电位的绝对值较大，颗粒的æ电位绝对值越大，由颗粒的双电层产生的斥力越大，有利于分散，其分散性能越好。这与分光光度法测定的结果是一致的。
另外，实验发现超声分散时，功率越大，
直观、省时而且准确度较好。尤其在有限的实验条件下该法更为方便。
（2）固液比为1.5︰100纳米 TiO 2粉体在水中分散时，加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂，调节pH 值为8~10，超声分散10~20 min 可获得良好分散。
T / %
参考文献：
[1] 范崇政, 肖建平, 丁建伟, 等. 纳米TiO 2的制备与光催化反应研究进展
[J]. 科学通报, 2001, 46(4): 256–273.
[2] Linsebigler A L, Lu G Q, Yates J T. Photocatalysis on TiO 2 surfaces:
principles, mechanism, and selected results [J]. Chem Rev, 1995, 95(3): 735–758.
[3] 魏雨, 张艳峰, 韩梅娟, 等. TiOCl 2溶液合成异形TiO 2纳米粉及形成机
理研究 [J]. 化学学报, 2001, 59(9): 1424–1429.
[4] Yamazaki S, Matsunaga S, Hori K. Photocatalytic degradation of
trichloroethylene in water using TiO2 pellets [J]. Water Res, 2001, 35(4): 1022–1028.
[5] Hong Kyu Park, Kim Do Kyung, Kim Chong Hee. Effect of solvent on
titania particle formation and morphology in thermal hydrolysis of TiCl4 [J]. J Am Ceram Soc, 1997, 80(3): 743.
[6] Ito Seishiro, Shigeto Inoue, Hiromi Kawada, et al. Low-temperature
synthesis of nanometer-sized crystalline TiO2 particles and their photoinduced decomposition of formic acid [J]. Colloid Interface Sci, 1999, 216(1): 59–64.
[7] 崔爱莉, 王亭杰, 何红, 等. 超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散 [J].
过程工程学报, 2001, 1(1): 99–101.
[8] 谭立新, 蔡一湘. 超细粉体粒度分析的分散条件比较 [J]. 中国粉体技
术, 2000, 6(1): 23–25.
[9] 张立德, 牟季美. 纳米材料和纳米结构 [M]. 北京: 科学出版社, 2001.
98.
（编辑：朱盈权）
相应分散完全需用时间越短。
3
结论
（1）笔者采用分光光度计测定透光率来评估纳米
TiO 2粉体在水中的分散行为，与其他方法比较，该法（上接第10页）
5 结论与讨论
（1）经过悉心研究与精心设计，提出了一系列适用于通信工程中的BiCMOS 逻辑门电路的设计方案，并提出了它们的传输延迟时间和其它一些元器件参数的估算式。笔者通过理论上和工艺设计上的分析，说明了所设计电路均可采用CMOS 工艺、双极型（Bipolar ）工艺和深亚微米技术，在元器件和电路的工艺制作上予以实现。
（2）仿真试验和部分硬件电路实验数据进一步表明了，文中所设计的BiCMOS 门在电源电压等级、功耗和速度性能方面明显优于CMOS 门和TTL 门，主要原因是它们均以CMOS 器件作为主要部分，上拉/下拉推拉式输出级中BJT 器件轮番导通，理论上静态功耗为零，而且经过精心设计电路和制作器件，所有这些电路均可在较低电压（2.0~3.0 V）下低功耗、高速、全摆幅运行，并且传输延迟时间可做到小于CMOS 产品的1/2以上，功耗仅略大于CMOS 产品。因此这种高性能的新电路十分适宜于高速数字通信系统中使用。但在实验中笔者注意到，本文所提出的BiCMOS 门电路的极低电压性能还不够理想，一般不宜使用在V DD =2.0V以下，所以极低电压BiCMOS 门电路是课题组今后的研究方向之一。
（3）由于所提出的BiCMOS 电路是高性能的，所
以完全适用于电子通信器材产品、便携式数字产品（例如通信处理单元、信源编码电路、数字信号检测和估计、分析和处理电路等）以及通信工程中其它VLSI 、ASIC 应用场合。此外，文中部分电路使用时还可进行逻辑功能扩展，例如图5BiCMOS 与非门、或非门，其输入端可进行扩展，但输入端数（即扇入系数）不宜大于3；当扇出系数较大时，这些BiCMOS 与非门、或非门的优点明显，如当扇出系数≥4时，它们的带电容负载能力已优于CMOS 门。另外，图6全摆幅BiCMOS 反相器可改接成全摆幅BiCMOS 与非门、或非门等。
参考文献：
[1] Hayashi T, Doi T, Asai M, et al. The SDC cell-a novel design
methodology for high-speed arithmetic modules using CMOS/BiCMOS precharged circuits [J]. IEEE J Solid-State Circuits, 1990, 25(4): 430–409. [2] Kuo J B, Liao H J, chen H P. A BiCMOS dynamic carry look-ahead adder
circuits for VLSI implementation of high speed Arithmetic unit [J]. IEEE J Solid-State Circuits, 1993, 28(3): 375–378.
[3] Hiraki M, Yano K, Minami M, et al. A 1.5V full-swing BiCMOS logic
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[4] Chen C L. 2.5V bipolar/CMOS circuits for 0.25 µm BiCMOS technology
[J]. IEEE J Solid-State Circuits, 1992, 27(4): 485–491.
[5] Yano K, Hiraki M, shukuri S, et al. Quasi-complementary BiCMOS for sub-3V
digital circuits [J]. IEEE J Solid-State Circuits, 1991, 26(11): 1708–1719.
[6] Ritts R, Raje P A, Plummer J D, et al. Merged BiCMOS logic to extend
the CMOS/BiCMOS performance crossover below 2.5V supply [J]. IEEE J Solid-State Circuits, 1991, 26(11): 1606–1614.
[7] 成立, 李彦旭, 董素玲, 等. 高速低压低功耗BiCMOS 逻辑电路及其
工艺技术 [J]. 电子工艺技术, 2002, 23(1): 24–27.
[8] 成立. 基于BiCMOS 技术设计的CS/VR电路 [J]. 固体电子学研究与
进展, 1998, 18(4): 373–378.
[9] 成立, 李彦旭, 李春明, 等. 开发LSI DAC新品的技术综述 [J]. 半导
体技术, 2001, 26(6): 1–3, 6.
[10] 成立， 李彦旭， 董素玲， 等． BiCMOS 三态输出门电路的设计、制备
及应用 [J]. 半导体技术， 2002, 27(8): 50–54.
（编辑：尚木）
第5期 电子元件与材料 Vol.22 No.5 2003年5月 ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS Ma y 2003
研究与试制
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纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为
孙秀果1，魏 雨2，贾振斌2
（１．石家庄铁道学院材料科学与工程系，河北 石家庄 ０５００４３；２．河北师范大学化学学院，河北 石家庄 ０５００１６）
摘要：为使纳米TiO 2在水溶液中良好稳定地分散，采用透光率法对粒径约为30 nm的锐钛型TiO 2粉体在水溶液中分散行为进行了研究，并对其进行粒度分布、æ电位的测定。实验结果证明：加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂，调节pH 值为8~10，超声分散约10 min可以使纳米二氧化钛在水溶液中获得良好稳定的分散。通过测定分散相在分散介质中的æ电位，验证了pH 值影响纳米TiO 2粉体在水中的分散行为。
关键词：二氧化钛；纳米粒子；分散性 中图分类号： O 612.4
文献标识码：A
文章编号：1001-2028（2003）05-0011-03
Dispersion Behavior of Nano-titania Powder in Aqueous Solution
SUN Xiu-guo1, WEI Yu2, JIA Zhen-bin2
(1. Department of Material Science and Engineering, Shijiazhuang Railway Institute， Shijiazhuang 050043, China;
2. College of Chemistry, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China)
Abstract : The factors that influence the dispersion behavior of nano-titania in aqueous solution were investigated by spectrophotometry. By ultrasonic treatment for 10 min, nano-titania can be dispersed well and stably in aqueous solution when Na 2SiO 3 used as dispersant (0.8% of TiO2 in mass) and pH 8~10. The measured zeta potential of the particles in aqueous solution has confirmed the effect of pH on dispersion behavior.
Key words: TiO2; nanometer-particles; dispersibility
在多相光催化中，纳米锐钛矿型TiO 2粉体由于具有无毒、催化活性高、稳定性好以及抗氧化能力强等优点而倍受青睐[1~2]。近年来，纳米TiO 2粒子的制备和应用的研究已受到人们的极大关注[3~6]。但由于纳米TiO 2颗粒的比表面积大，在制备、后处理和应用过程中极易发生团聚，会严重影响纳米TiO 2的应用及催化性能。因此，对纳米TiO 2粉体进行表面改性及包覆处理是必要的，如表面包硅或包铝都是在水溶液中进行的，只有首先实现纳米TiO 2的单分散，才能对其颗粒表面进行均匀的包覆改性。如果分散不良，会造成包膜时颗粒表面涂膜不均匀，甚至有些颗粒涂覆不到，达不到包膜作用，影响产品的应用性能。因此，研究如何改善纳米二氧化钛在水溶液中的分散是十分必要的。本文的主要目的是对影响分散的各个因素进行系统的探索，找出合适的分散条件，为包膜工作做好准备。评估分散效果的方法很多，如测分散相的沉降高度、分散后颗粒的粒度分布、接触润湿角以及TEM
检测[7~8]等。笔者采用透光率法，对粒径为20~30 nm 的锐钛矿型TiO 2粉体在水中的分散行为进行了研究，获得了一些有意义的结果。
1 实验
1.1 纳米TiO 2粉体的制备
将一定量TiCl 4溶于水中首先制得TiOCl 2溶液，
-SO 2在微量添加剂（ 作用下，沸腾回流4~5 h ，沉淀4）过滤水洗3~5次，滤饼在100℃烘干约10 h ，即得纳
米二氧化钛粉体。使用XRD 和TEM 分别对所得粉体进行表征。证明为纯锐钛矿型TiO 2，粒径约30 nm 。 1.2 纳米TiO 2在水中的分散
将制得的纳米TiO 2 粉体分散于去离子水中，其固液比分别为3︰100，1.5︰100，0.5︰100，置于超声波清洗器中进行超声分散，在波长为510 nm 处，用7220型分光光度计测定体系的透光率–时间关系，根据其透光率随时间的变化情况分析固液比对纳米
收稿日期：2002-11-17 修回日期：2002-12-16 基金项目：河北省自然科学资助项目（501115） 作者简介：孙秀果（1970–），女，河北张家口人，石家庄铁道学院材料科学与工程系助教，硕士，主要从事纳米材料方面的研究。Tel ：（0311）6850232；
E-mail ：[email protected] 。
12 电 子 元 件 与 材 料 2003年
TiO 2分散的影响。另外，用该法还对添加分散剂、pH 值及超声功率对纳米TiO 2分散的影响进行了研究。
2 结果与讨论
图1示出了利用TiOCl 2
溶液直接水解所得的纳米TiO 2粒子的TEM 照片。取极少量TiO 2粉末均匀分散于水中，用Z —3000 Zeta 电位与粒度分布仪进行测定，得出粉末粒度的分布结果。图
图1 纳米TiO 2粒子的TEM 照片2为所得的纳米TiO 2粉末的Fig.1 TEM photograph of TiO2
粒度分布曲线，可以看出利nanoparticles by forced hydrolysis
of TiOCl2 solution 用该法制备的TiO 2颗粒为球形，粒径分布较窄，平均粒径约为
30 nm 。图3为样品的XRD 图谱，与锐钛矿型TiO 2
标准图谱一致，证明该产物为锐钛
矿型。 将定量的样品通过超声作用
分别分散于水中形成相对稳定的悬浮液体系，当一
20 30 40 50 60 70
2θ / (°) 束波长为λ的光
图3 纳米TiO 2的XRD 图谱
入射到该体系时，Fig.3 XRD graph of TiO2 nanoparticles
体系对于入射光
的作用满足朗伯–比尔定律：
A = εm b C S （1） A = –lgT （2）
则 lgT = –εm b CS 公式（1）（2）中：εm 为摩尔吸光系数；b 为样品池的厚度；C S 为待测液的浓度；A 为吸光度；T 是透光率。在相同的实验条件下，b 、εm 相同，那么，体系的透光率对数与体系中的纳米粒子的浓度C 成反比例关系。随着浓度增加，透光率减小。如透光率不再减小，认为分散已基本完全。实验具体过程是在不同条件下超声分散TiO 2浆液，然后用同一滴管吸取0.15 mL 相对稳定的悬浮液定容于25 mL 的容量瓶中（保证浓度很稀，符合朗伯–比尔定律的条件），摇匀，测其透光率（T ）值，从而进行比较。
图4给出不同固液比在超声分散时，测得的透光
率随时间的变
化。随着固液比的增加，超声分散完全的时间相应延长。如固液
比为1.5:100，超声分散50 min可使其完全分散，但固液比为
3:100时，分散完全的时间需在1 h以上。
由于纳米粉体团聚的固有特性，在TiO 2浆液中适量添加分散剂，在颗粒表面形
成双电层，提高斥力势能，可缩
短分散时间。如1.5 g TiO2粉
体，分散于100
mL 水中，添加
0.1 mol/L的硅
酸钠1.0 mL ，超声分散10
min 可达到未加分散剂40min 的透光率（T ）值。图5示出了透光率随分散剂的加入量变化的关系曲线。可以看出，适量的分散剂才能起到分散的作用。
当硅酸钠的加入量在0.1~1.0 mL 时，由于Na +离子在TiO 2表面吸附并形成双电层，使粒子之间发生团聚的引力大大降低，可达到快速分散的目的。另一方面，对带负电的TiO 2分散体，添加拥有较大阴离子的硅酸钠作为分散剂，可使|ζ|电位增大，从而提高其分散性。根据公式
1
22 N CZ 2e A k =() 2 B Θε
可知（式中：k 表示双电层的扩展程度，1/k 称为双电层的厚度）[9]，随着硅酸钠的浓度的增加，形成的双
，所以硅酸浓度太大时，电层的厚度1/k 反比于使双电层变薄，导致颗粒重新聚集。式中：ε 为介电常数；e 为电子电荷；Z 为原子价；N A 为阿伏加德罗常数；C 为强电解质（硅酸钠）的浓度；Θ 为热力学温度；k B 为一常数。
取1.5 g TiO2粉体，分散于100 mL 水中，添加0.1
mol/L的硅酸钠1.0 mL ，在不同的pH 值下超声分散10 min ，按上述方法测其透光率。图6给出了pH 值对纳米TiO 2粉体在水中分散的影响。可以看出，pH 值为8至10时，其透光率值基本相同，说明纳米TiO 2在该pH 范围内均可短时间获得良好的分散。
第 5 期 13 孙秀果等：纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为
90 85 80 75 70 65 60
8.0 8.5 9.0 9.0 10.0 10.5 11.0
pH
图6 pH值对TiO 2纳米粉体分散性的影响 Fig.6 Effect of pH value on ultrasonic
dispersion of TiO2 nanopowder TiO 2的æ电位如图7所示，pH 值在8~10，æ电位的绝对值较大，颗粒的æ电位绝对值越大，由颗粒的双电层产生的斥力越大，有利于分散，其分散性能越好。这与分光光度法测定的结果是一致的。
另外，实验发现超声分散时，功率越大，
直观、省时而且准确度较好。尤其在有限的实验条件下该法更为方便。
（2）固液比为1.5︰100纳米 TiO 2粉体在水中分散时，加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂，调节pH 值为8~10，超声分散10~20 min 可获得良好分散。
T / %
参考文献：
[1] 范崇政, 肖建平, 丁建伟, 等. 纳米TiO 2的制备与光催化反应研究进展
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[2] Linsebigler A L, Lu G Q, Yates J T. Photocatalysis on TiO 2 surfaces:
principles, mechanism, and selected results [J]. Chem Rev, 1995, 95(3): 735–758.
[3] 魏雨, 张艳峰, 韩梅娟, 等. TiOCl 2溶液合成异形TiO 2纳米粉及形成机
理研究 [J]. 化学学报, 2001, 59(9): 1424–1429.
[4] Yamazaki S, Matsunaga S, Hori K. Photocatalytic degradation of
trichloroethylene in water using TiO2 pellets [J]. Water Res, 2001, 35(4): 1022–1028.
[5] Hong Kyu Park, Kim Do Kyung, Kim Chong Hee. Effect of solvent on
titania particle formation and morphology in thermal hydrolysis of TiCl4 [J]. J Am Ceram Soc, 1997, 80(3): 743.
[6] Ito Seishiro, Shigeto Inoue, Hiromi Kawada, et al. Low-temperature
synthesis of nanometer-sized crystalline TiO2 particles and their photoinduced decomposition of formic acid [J]. Colloid Interface Sci, 1999, 216(1): 59–64.
[7] 崔爱莉, 王亭杰, 何红, 等. 超细二氧化钛粉末在水溶液中的分散 [J].
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[8] 谭立新, 蔡一湘. 超细粉体粒度分析的分散条件比较 [J]. 中国粉体技
术, 2000, 6(1): 23–25.
[9] 张立德, 牟季美. 纳米材料和纳米结构 [M]. 北京: 科学出版社, 2001.
98.
（编辑：朱盈权）
相应分散完全需用时间越短。
3
结论
（1）笔者采用分光光度计测定透光率来评估纳米
TiO 2粉体在水中的分散行为，与其他方法比较，该法（上接第10页）
5 结论与讨论
（1）经过悉心研究与精心设计，提出了一系列适用于通信工程中的BiCMOS 逻辑门电路的设计方案，并提出了它们的传输延迟时间和其它一些元器件参数的估算式。笔者通过理论上和工艺设计上的分析，说明了所设计电路均可采用CMOS 工艺、双极型（Bipolar ）工艺和深亚微米技术，在元器件和电路的工艺制作上予以实现。
（2）仿真试验和部分硬件电路实验数据进一步表明了，文中所设计的BiCMOS 门在电源电压等级、功耗和速度性能方面明显优于CMOS 门和TTL 门，主要原因是它们均以CMOS 器件作为主要部分，上拉/下拉推拉式输出级中BJT 器件轮番导通，理论上静态功耗为零，而且经过精心设计电路和制作器件，所有这些电路均可在较低电压（2.0~3.0 V）下低功耗、高速、全摆幅运行，并且传输延迟时间可做到小于CMOS 产品的1/2以上，功耗仅略大于CMOS 产品。因此这种高性能的新电路十分适宜于高速数字通信系统中使用。但在实验中笔者注意到，本文所提出的BiCMOS 门电路的极低电压性能还不够理想，一般不宜使用在V DD =2.0V以下，所以极低电压BiCMOS 门电路是课题组今后的研究方向之一。
（3）由于所提出的BiCMOS 电路是高性能的，所
以完全适用于电子通信器材产品、便携式数字产品（例如通信处理单元、信源编码电路、数字信号检测和估计、分析和处理电路等）以及通信工程中其它VLSI 、ASIC 应用场合。此外，文中部分电路使用时还可进行逻辑功能扩展，例如图5BiCMOS 与非门、或非门，其输入端可进行扩展，但输入端数（即扇入系数）不宜大于3；当扇出系数较大时，这些BiCMOS 与非门、或非门的优点明显，如当扇出系数≥4时，它们的带电容负载能力已优于CMOS 门。另外，图6全摆幅BiCMOS 反相器可改接成全摆幅BiCMOS 与非门、或非门等。
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（编辑：尚木）