碳納米管負(fù)載二氧化鈦的制備及對有機(jī)物光催化性能的研究.pdf

1、二氧化鈦是一種安全無毒、化學(xué)活性高、價格低廉、容易合成的納米材料，尤其是其優(yōu)異的催化活性，可以作為水環(huán)境的凈化處理，受到了人們的廣泛關(guān)注，所以，納米TiO2是目前最合適的催化劑之一。但是，由于實(shí)驗(yàn)室所制備的TiO2可能會有顆粒分布不均，分散性較差，易團(tuán)聚，而且TiO2是一種半導(dǎo)體復(fù)合物，其電子-空穴對極容易復(fù)合，其禁帶寬度大，只能用紫外光激發(fā)，不能有效地利用可見光和太陽能。這些都會導(dǎo)致TiO2的催化效率降低。許多研究指出可以添加金屬或非

2、金屬元素對TiO2做出改性處理。
　　本文主要通過溶膠-凝膠法，以鈦酸丁酯為原料，制備了純TiO2光催化劑。利用親水性多壁碳納米管(oCNTs)對納米TiO2進(jìn)行了改性處理，制備了羧基化碳納米管負(fù)載納米二氧化鈦(TiO2/oCNTs)復(fù)合光催化劑，并對TiO2/oCNTs復(fù)合光催化劑進(jìn)行了催化性能的研究和分析;通過過渡金屬Fe對TiO2/oCNTs復(fù)合光催化劑進(jìn)行了摻雜研究分析。而且，通過TiO2光催化劑、TiO2/oCNTs復(fù)合

3、光催化劑和Fe-TiO2/oCNTs復(fù)合光催化劑對模擬污染物甲基橙的光催化降解效果評價了光催化劑催化活性的高低。
　　(1)羧基化的多壁碳納米管經(jīng)過超聲震蕩處理后，比原始碳管在有機(jī)溶劑中的分散性要更好，團(tuán)聚的較少，互相纏結(jié)也比較少，易于與鈦酸丁酯結(jié)合;
　　(2)通過TEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-vis等表征手段對oCNTs和TiO2/oCNTs進(jìn)行測試分析，證明oCNTs是官能化的，并且oCNTs的表面負(fù)載上了

4、納米TiO2粒子;
　　(3)納米TiO2光催化劑對模擬污染物甲基橙的光催化降解效果的評價，證實(shí)了TiO2光催化劑降解甲基橙的最佳條件是:納米TiO2的煅燒溫度為450℃，TiO2光催化劑的濃度為0.8g/L，甲基橙溶液的濃度為20mg/L，甲基橙溶液的pH值為3.64;
　　(4)oCNTs相對于納米TiO2為3wt％，可以有效地提高TiO2/oCNTs復(fù)合材料的光催化性能，而oCNTs在低含量時，在一定程度上促進(jìn)納米Ti