形貌可控納米TiO-,2-的制備及光催化性能.pdf

1、納米TiO2光催化材料對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行光催化降解正逐漸成為工業(yè)化技術(shù)，在土壤，水質(zhì)和大氣的污染治理方面展現(xiàn)出十分光明的應(yīng)用前景本論文介紹了納米TiO2光催化技術(shù)研究現(xiàn)狀，探討了納米TiO2的光催化機(jī)理及典型的制備方法，對(duì)影響TiO2光催化反應(yīng)活性的主要因素進(jìn)行了討論，并制備出了具有特殊形貌的納米TiO2采用透射電鏡(TEM)掃描電鏡(SEM)和X-射線衍射儀(XRD)對(duì)納米TiO2樣品的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，用傅里葉紅外(FT-IR)測(cè)定

2、樣品的物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)最后在紫外光照射條件下以甲基橙模擬廢水的降解率來(lái)評(píng)價(jià)樣品的光催化性能論文主要內(nèi)容包括： (1)論文采用溶膠-凝膠法制備納米TiO2粉體，考察去離子水，溶劑無(wú)水乙醇，抑制劑硝酸，螯合劑乙酰丙酮用量，反應(yīng)溫度對(duì)凝膠時(shí)間和樣品催化效率的影響，得出制備具有最佳光催化性能樣品的工藝條件為：V(鈦酸四丁酯)：V(無(wú)水乙醇)：V(去離子水):V(硝酸)：V(乙酰丙酮)=1:7:0.7:0.1:0.15，最佳反應(yīng)溫度為25-3

3、0℃除比以外還考慮反應(yīng)和煅燒溫度及催化劑樣品用量對(duì)光催化性能的影響，得出最利于甲基橙模擬廢水降解的條件為：煅燒溫度為600℃煅燒時(shí)間為2h，催化劑用量為3g/I。 (2)在溶膠-凝膠法最佳制備工藝基礎(chǔ)上，采用溶膠-凝膠法與有機(jī)模板劑相結(jié)合的方法制備出具有介孔結(jié)構(gòu)的納米TiO2粉體光催化劑，并對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行分析討論以三種非離子型表面活性劑吐溫-60，聚乙二醇(4000)，單硬脂酸甘油酯為模板，制得的樣品晶體顆粒粒徑10-30nm

4、，介孔直徑20-30nm，分散性良好討論不同模板劑用量對(duì)甲基橙降解率的影響，當(dāng)模板劑吐溫-60的用量為0.3005g，聚乙二醇的用量為0.0841g，單硬脂酸甘油酯用量為1.6mL時(shí)光催化性能最好，催化效率分別為82.7％86.6％90.3％，比單純?nèi)苣z-凝膠法制備的樣品催化效率高出15％-22％，樣品經(jīng)過(guò)洗滌再生后仍具有較高的光催化活性，對(duì)甲基橙的光催化效率分別為80.8％85.6％88.4％ (3)在溶膠-凝膠法最佳制備工藝

5、基礎(chǔ)上，首先采用溶膠-凝膠法與生物模板脫脂棉相結(jié)合制備出了具有微管特殊形貌的納米TiO2光催化劑，并對(duì)其光催化性能及特殊形貌的形成機(jī)理進(jìn)行了討論微管直徑3-5μm壁厚約100nm，用甲基橙模擬廢水檢測(cè)其光催化性能，在150min內(nèi)降解率達(dá)到80.3％，經(jīng)洗滌再生后的樣品仍具有很好的光催化性能，對(duì)甲基橙的降解率為76.8％ (4)在微管的最佳工藝制備條件下對(duì)樣品進(jìn)行摻雜處理，以硝酸鐵為原料摻雜Fe3+，首次制備出了帶狀結(jié)構(gòu)的納米T