納米二氧化鈦的制備及性質研究.pdf

1、21世紀引人高度關注的兩大問題為環(huán)境和能源問題,在面臨解決這兩大問題的挑戰(zhàn)時,作為最有前景的光催化材料,人們對二氧化鈦材料寄予厚望。納米技術的發(fā)展,將二氧化鈦的研究帶入了納米范圍內,加上二氧化鈦具有安全、無毒、性質穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點,使得人們對納米 TiO2的研究投入了很多的人力和物力。TiO2的禁帶寬度決定了它只能吸收紫外光,導致對太陽光的利用率較低,且光生電子-空穴對較容易復合,這些本身的特點影響了它的推廣應用。為了克服 TiO2

2、的缺點,提高它的光催化活性是本論文的主要研究內容。論文中采用金屬摻雜、稀土金屬共同摻雜、非金屬摻雜以及非金屬與稀土金屬共同摻雜的方法對 TiO2進行改性,以達到提高活性的目的,同時對摻雜機理進行簡單探討,為摻雜機理的研究提供了一定的依據(jù)。
　　1.用鈦酸丁酯為原料,利用溶膠-凝膠法制備了TiO2納米粉體,用 XRD、HRTEM、FT-IR、UV-Vis手段對樣品進行表征。
　　2.在無摻雜納米 TiO2粉體合成條件探索的基礎

3、上,利用金屬摻雜這一方法,對 TiO2進行改性研究。本實驗選取 K、Ca、Al這三種主族金屬,過渡金屬 M(M=Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Cd、Hg、Pd、Ag),稀土金屬 M(M=Ce、Nd、Y、La、Eu),進行摻雜,并嘗試多種稀土金屬共同摻雜。利用 XRD、SEM、HRTEM、FT-IR、UV-Vis手段對樣品進行表征。不同條件下得到的樣品在254nm波長的光照下對次甲基藍溶液進行降解實驗,比較樣品的光催化活性,并比較不

4、同金屬對樣品活性的影響。
　　3.選用非金屬 N對 TiO2進行摻雜,并通過次甲基藍溶液光催化降解,在254nm波長的光照下對次甲基藍溶液進行光降解實驗,比較樣品的光催化活性,確定 N摻雜較好的實驗條件。并且在這種條件下,加入稀土金屬進行共同摻雜,在254nm波長的光照下對次甲基藍溶液進行光降解實驗,比較樣品的光催化活性。并且將得到的樣品在365nm波長的光照下進行光催化降解實驗,與只有稀土金屬摻雜的納米 TiO2粉體的光催化活性