復(fù)合型納米二氧化鈦材料的制備及研究.pdf

1、本文以鈦酸丁酯為前軀體,采用溶膠凝膠法合成納米TiO2,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中,用溫度、水、乙醇和硫酸四因素優(yōu)化工藝,其中水的影響因子最大,當(dāng)溫度為25℃,鈦酸丁酯:水:乙醇:硫酸的摩爾比為1:2:30:0.25時(shí),TiO2的粒徑最小。以硫酸和硝酸為調(diào)節(jié)試劑,常溫合成納米TiO2,采用FT-IR、XRD、SEM、BET等方法進(jìn)行表征,經(jīng)過(guò)500℃煅燒后的TiO2均為銳鈦礦,TiO2/NO3-的粒徑為15nm,比表面積為37.77m2/g;TiO

2、2/SO42-的粒徑為8nm,比表面積為68.32m2/g。TiO2/SO42-的粒徑小于10nm,比表面積幾乎是TiO2/NO3-的2倍。通過(guò)光催化降解亞甲基藍(lán)溶液實(shí)驗(yàn),TiO2/SO42-的催化活性優(yōu)于TiO2/NO3-,可以在堿性條件下維持不變,這意味著TiO2/SO42-的應(yīng)用范圍更加廣泛。
　　 通過(guò)浸漬法制備TiO2薄膜,采用XRD、SEM等進(jìn)行表征,TiO2薄膜的負(fù)載量隨著負(fù)載次數(shù)的增加而增加,以不銹鋼網(wǎng)為載體,負(fù)

3、載量最大為6mg/cm2,負(fù)載次數(shù)超過(guò)2次后,TiO2薄膜會(huì)出現(xiàn)脫皮、掉落和龜裂現(xiàn)象;以泡沫鎳為載體最大負(fù)載量可達(dá)到12mg/cm2,最佳負(fù)載次數(shù)為3次,經(jīng)過(guò)500℃煅燒后TiO2薄膜的穩(wěn)定性大幅度提高,且負(fù)載量是前者2倍。不銹鋼網(wǎng)和泡沫鎳載體的使用不影響TiO2的銳鈦礦晶型結(jié)構(gòu),泡沫鎳負(fù)載TiO2薄膜經(jīng)高溫煅燒后出現(xiàn)了NiO,抑制了電子向載體傳導(dǎo),提高了光催化活性。故泡沫鎳載體優(yōu)于不銹鋼網(wǎng)。
　　 對(duì)TiO2/SO42-通過(guò)摻

4、雜Ag+、Fe3+、MgF2和LiF等進(jìn)行改性研究,使材料產(chǎn)生見(jiàn)光響應(yīng)性能。采用UV-VIS研究光的響應(yīng)范圍,通過(guò)光催化降解亞甲基藍(lán)溶液實(shí)驗(yàn),考察復(fù)合催化劑光催化活性。所制備的復(fù)合型催化劑XRD圖譜顯示衍射峰強(qiáng)度減弱,主衍射峰峰寬度變大,說(shuō)明摻雜離子取代了部分Ti進(jìn)入到TiO2/SO42-晶格中;分析復(fù)合型催化劑的紫外可見(jiàn)吸收光譜,4種摻雜改性的TiO2/SO42-均對(duì)可見(jiàn)光有響應(yīng),其中Fe3+摻雜改性最明顯,吸收邊波長(zhǎng)接近500nm,