多孔納米TiO2的制備及其應(yīng)用.pdf

1、由于環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境污染的處理也多種多樣，其中利用TiO2納米材料的光催化和吸附作用來處理污染物是一種重要且簡(jiǎn)單的方法，該方法成本低、制備簡(jiǎn)單且不產(chǎn)生二次污染，但因?yàn)榧兊腪iO2納米材料只有在紫外光下才能降解有機(jī)污染物，而紫外光在太陽光中所占的比例很少，因此為了提高TiO2對(duì)太陽光的利用率，提高TiO2的催化效率，本論文對(duì)TiO2進(jìn)行了形貌設(shè)計(jì)和改性研究，主要研究?jī)?nèi)容為:
　　 (1)以鈦酸正丁酯為鈦源、硝酸鐵為改性劑

2、、納米碳球?yàn)槟０逯苽淞艘幌盗需F摻雜的納米TiO2空心球。并運(yùn)用XRD、FE-SEM、DRS、EDS、TEM等對(duì)其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:制備的樣品為空心結(jié)構(gòu)，晶型是銳鈦礦型，樣品的吸收光譜發(fā)生了紅移。并以陽離子藍(lán)染料為目標(biāo)降解物，在可見光下對(duì)樣品進(jìn)行了光催化研究。催化結(jié)果表明:鐵摻雜量為0.5％時(shí)，樣品的光催化效果最好，降解效率達(dá)到83.2％，是空白TiO2空心球降解效率的4.25倍。降解反應(yīng)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。
　　 (2)運(yùn)用

3、簡(jiǎn)單的浸漬法在超聲儀器中成功的合成了不同質(zhì)量比的氨基酞菁鋅敏化的TiO2空心球。通過XRD、TEM、FE-SEM、IR、DRS和EDS等對(duì)制得的樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明氨基酞菁鋅敏化的樣品在可見光區(qū)有明顯的吸收。并以陽離子藍(lán)染料為目標(biāo)降解物，在可見光下對(duì)樣品進(jìn)行了光催化研究。催化結(jié)果表明:氨基酞菁鋅敏化的TiO2的催化效果有很大提高，并且當(dāng)氨基酞菁鋅和TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.15％時(shí)，降解效率達(dá)94.7％，是純的ZiO2空心球的2.9倍多

4、;然而，當(dāng)氨基酞箐鋅的量增多時(shí)，由于太多的氨基酞菁鋅吸附在TiO2表面，使光生電子淬滅，降低了催化性能。
　　 (3)以鈦酸四丁酯為原料，NH4Br為溴源，應(yīng)用水熱法制備了一系列不同比例的Br摻雜TiO2納米管(Br/TiO2-0∶1，Br/TiO2-0.25∶1，Br/TiO2-0.5∶1，Br/TiO2-1∶1)。運(yùn)用XRD、TEM、FE-SEM和EDS等對(duì)樣品進(jìn)行了表征，以陽離子藍(lán)為目標(biāo)降解物，研究了不同樣品的吸附性能，結(jié)

5、果發(fā)現(xiàn)樣品Br/TiO2-0.5∶1的吸附效果最好，并從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度，研究了Br/TiO2-0.5∶1對(duì)陽離子藍(lán)的吸附行為。動(dòng)力學(xué)研究表明該吸附行為符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，測(cè)得其表觀活化能為14.55KJ·mol-1，說明該吸附屬于物理吸附;熱力學(xué)研究表明Br/TiO2-0.5∶1對(duì)陽離子藍(lán)吸附自由能變?yōu)?8.343～-5.60 KJ·mol-1，吸附熵變?yōu)?37.10 J·K-1·mol-1，吸附焓變?yōu)?3.773KJ·mol-1