乙二胺調(diào)控合成納米TiO2及其復(fù)合物的催化作用.pdf

1、納米TiO2因具有無毒害、價廉、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，符合環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展的理念，已成為備受青睞的無機(jī)半導(dǎo)體功能材料。納米TiO2的性能不僅依賴于其微觀形貌、晶粒尺寸和晶型，而且表面性質(zhì)的差異也會導(dǎo)致其性能的顯著改變。本論文利用乙二胺水溶液做合成介質(zhì)，制備出了不同形貌的TiO2納米材料，并對制備出的TiO2納米棒進(jìn)行表面修飾。進(jìn)一步分別探討了負(fù)載Ag納米粒子(NPs)和CuS NPs的TiO2納米復(fù)合物的催化作用，分析了表面化學(xué)組成對Ti

2、O2催化性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.在叔丁醇與鈦酸四丁酯的混合物中，加入乙二胺水溶液調(diào)控反應(yīng)系統(tǒng)的pH值。當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)的pH值為:6.5、8、10、12時，分別合成出了銳鈦礦-板鈦礦混晶構(gòu)成的片狀和顆粒、銳鈦礦相構(gòu)成的片狀和棒狀TiO2納米材料。研究表明:乙二胺既是一種螯合劑也是有機(jī)堿，控制著鈦醇鹽的水解速率以及納米晶面的生長方向，進(jìn)而控制著納米TiO2的形貌。
　　2.利用溶劑熱法，銳鈦礦型TiO2納米棒與丙烯酸

3、(AA)在100℃下反應(yīng)24h。紅外光譜和熱分析結(jié)果顯示:AA成功地接枝在TiO2表面，其含量為cAA=0.54 mmol/g。研究表明:TiO2納米棒表面具有高的羥基濃度(c-OH=1.95mmol/g)，AA分子中的-COOH基團(tuán)通過與TiO2表面的-OH功能團(tuán)發(fā)生酯化反應(yīng)而達(dá)到了表面改性的目的。
　　3.以TiO2納米棒為載體和NaBH4水溶液為還原劑，一步法制備出Ag-TiO2納米復(fù)合物。將該納米復(fù)合物用作對硝基苯酚還原反

4、應(yīng)的催化劑，在25℃下催化因子可達(dá)24306 s-1g-1，反應(yīng)表觀活化能低至13.24 KJ/mol，且該復(fù)合物催化劑可以循環(huán)利用多次。其優(yōu)良的催化性能是Ag與TiO2之間的協(xié)同作用的結(jié)果。
　　4.使用3-巰基丙酸作為CuS NPs與TiO2納米棒之間的聯(lián)結(jié)劑，室溫下制備得到了CuS-TiO2納米復(fù)合物。在紫外光輻照下，CuS-TiO2復(fù)合物光催化降解羅丹明染料溶液的效率可達(dá)83.9％，并分析討論了CuS和聯(lián)結(jié)劑的含量對催化降