泡沫金屬負(fù)載納米TiO-,2-的制備、表征及其光催化性能的研究.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文泡沫金屬負(fù)載納米TiO的制備、表征及其光催化性能的研究姓名：胡海申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程指導(dǎo)教師：上官文峰20071101E海交通大學(xué)博十學(xué)位論文摘要處理和Ti02的負(fù)載次數(shù)對(duì)光催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究表明：對(duì)泡沫鎳進(jìn)行預(yù)氧化處理，其比表面積在400oC到550oC范圍內(nèi)隨著預(yù)氧化溫度的升高而增大，泡沫鎳載體經(jīng)550oC預(yù)氧化處理后，比表面積較原始泡沫鎳約增大一倍，因此可以增加Ti02的負(fù)載量。預(yù)氧化

2、處理在載體表面形成的氧化鎳可以有效地阻止光生電子向金屬載體的遷移，使光催化活性得到提高。經(jīng)預(yù)氧化處理的泡沫鎳負(fù)載Ti02的光催化活性比未經(jīng)預(yù)氧化處理的泡沫鎳負(fù)載Ti02提高近90％。在泡沫鎳上重復(fù)負(fù)載Ti02，增加了Ti02的負(fù)載量，但并不能持續(xù)提高光催化劑的比表面積，在重復(fù)負(fù)載2次后綜合效果最佳，光催化活性較負(fù)載1次時(shí)提高近13％。在泡沫鎳上負(fù)載的Ti02光催化劑由于泡沫鎳載體中鎳離子在高溫加熱時(shí)的擴(kuò)散形成鎳摻雜的Ti02，吸收范圍擴(kuò)

3、展到可見(jiàn)光區(qū)(九520nrll)，在可見(jiàn)光下具有較好的光催化活性。2采用溶膠一凝膠法在泡沫鎳上負(fù)載中孔二氧化硅、三氧化二鋁以及硅酸鋁等中間層，制備泡沫鎳基Ti02／Si02、Ti02／A1203和Ti02／A1203Si02等復(fù)合光催化劑。負(fù)載f問(wèn)層后泡沫鎳載體的比表面積急劇增大，最高可達(dá)1672m2g～，復(fù)合光催化劑的比表面積也可達(dá)到近30m2g～，是未負(fù)載中間層的泡沫鎳基Ti02光催化劑比表面積的30多倍，提高了負(fù)載光催化劑活性點(diǎn)數(shù)

4、量，而且中間層可以有效地阻止光生電子向金屬載體的遷移，使泡沫鎳基復(fù)合光催化劑的催化活性和穩(wěn)定性顯著提高。提高復(fù)合光催化劑對(duì)乙醛的預(yù)吸附，可以在催化劑表面附近形成污染物濃度相對(duì)較高的環(huán)境，有利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行，但是增大對(duì)污染物的預(yù)吸附并不是提高光催化劑活性的必要條件，復(fù)合光催化劑比表面積的增大才是決定因素。研究結(jié)果表明：泡沫鎳基復(fù)合光催化劑對(duì)乙醛的降解率由未負(fù)載中間層時(shí)照射360min降解率為90％提高到照射60min可降解近100％：

5、光催化劑的穩(wěn)定性也由未負(fù)載中間層時(shí)連續(xù)5次試驗(yàn)后光催化效率降低50％以上，提高到連續(xù)10次試驗(yàn)后光催化效率只降低近15％。3用溶膠一凝膠法低溫制備金紅石相和銳鈦礦相的納米Ti02和相應(yīng)的泡沫鎳基Ti02光催化劑。低溫制備法在室溫下干燥即可形成金紅石或銳鈦礦相Ti02的晶相，在相對(duì)較低的溫度下加熱可形成晶相較好的銳鈦礦相納米Ti02。研究結(jié)果表明：低溫制備的泡沫鎳基銳鈦礦相Ti02光催化劑比金紅石相Ti02光催化劑的光催化活性高。在制備溫

6、度同為240oC時(shí)，金紅石相Ti02光催化劑在紫外光照射420min后乙醛的降解率只能達(dá)到40％；而銳鈦礦相Ti02光催化劑在紫外光照射120min后乙醛的降解率可達(dá)到近100％。4用光催化沉積法和熱還原法在泡沫鎳基Ti02光催化劑上沉積貴金屬Pt，制備泡沫鎳基Pt／Ti02光催化劑。研究表明：沉積Pt以后光催化活性顯著提高，降解乙醛的速率比Ti02光催化劑至少提高3倍以上。在本試驗(yàn)中Pt的沉積量為03vvt％時(shí)，Pt／Ti02的光催化