A hőkezelt titanát nanoszál termék kiindulási anyaga a hidrotermális úton előállított titanát nanoszál, melynek jellemző átmérője 50-100 nm közötti, jellemző hosszúsága pedig 1-10 mikron közötti. Ennek hőkezelése 600 Celsius fokon 24 órán át történő izzítással történik. A hőkezelés hatására a kiindulási ionos trititanát kristályszerkezet anatáz TiO2-vé kristályosodik át úgy, hogy közben megőrzi az eredeti szálas morfológiáját. A hőkezelés során teljes konverzió történik, ezért a TiO2-NW termék teljes egészében anatáz nanoszálakból áll.
Az 1. ábrán a TiO2-NW termék egy jellemző transzmissziós elektronmikroszkópiás felvétele látható, amely a szálas morfológia változatlanságát igazolja. A kristályszerkezet anatázzá alakulását a 2. ábrán mutatjuk be (zöld görbe).
1. ábra TiO2-NW termék jellemző TEM felvétele
Gyártástechnológiánk lehetővé teszi a TiO2-NW termék előállítását különböző hőmérsékletű hőkezeléssel. A 2. ábrán bemutatott XRD profil sorozat igazolja, hogy 600-850 Celsius közötti hőkezeléssel anatáz, 900 °C kezeléssel pedig rutil kristályszerkezetű TiO2 készíthető a kiindulási titanát nanoszálakból.
2. ábra XRD profilok, melyek a hőmérséklet hatását mutatják a hidrotermálisan szintetizált TiONW nanoszálakból kialakuló hőkezelt termék kristályszerkezetére
A szálas morfológia 600 °C-nál magasabb hőmérséklet esetén is megmarad. A 3. ábrán bemutatott TEM és SEM felvételek igazolják, hogy még 800 °C kezelés után (2. ábrán sárga görbe) is szálszerű nanostruktúrákból áll a TiO2-NW termék.
3. ábra 800 °C hőkezeléssel készített TiO2-NW termék jellemző TEM (bal) és SEM (jobb) felvétele