TiO2-炭黑光催化劑的合成及其可見(jiàn)光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)在利用太陽(yáng)能和解決環(huán)境污染問(wèn)題方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在眾多的氧化物半導(dǎo)體光催化材料中,二氧化鈦(TiO2)以其優(yōu)良的光催化能力、良好的穩(wěn)定性以及價(jià)格低廉無(wú)毒等特性在新能源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。而現(xiàn)有的TiO2光催化劑效率不高、對(duì)可見(jiàn)光利用率低以及難以負(fù)載固定與回收利用是阻礙其應(yīng)用的主要問(wèn)題。
　　 本文在課題組已有的研究工作基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),選用微米炭黑和納米炭黑炭黑為反應(yīng)性模板和有效載體,

2、以金屬鈦粉為鈦源,在KCl-LiCl熔鹽體系中合成中間產(chǎn)物TiC-炭黑,再經(jīng)可控氧化成功制各了TiO2-炭黑的復(fù)合光催化劑。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis和Raman光譜等分析手段對(duì)產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和組成、表面形貌以及光吸收特性進(jìn)行了表征,并研究了熔鹽介質(zhì)中的反應(yīng)溫度、炭黑與金屬鈦粉的摩爾比以及氧化溫度等對(duì)TiO2-炭黑光催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響。并以亞甲基藍(lán)水溶液為目標(biāo)污染物,初步考察了TiO2-炭黑的光催化活性,得出以下主要結(jié)

3、論:
　　 1.以微米炭黑為反應(yīng)性模板和碳源時(shí),當(dāng)C/Ti摩爾比為2/1,750℃熔鹽反應(yīng)3h合成的TiC-微米炭黑不僅保持了原微米炭黑的基本形態(tài),而且所生成的TiC均勻的包覆在微米炭黑顆粒表面;在以納米炭黑為反應(yīng)性模板和碳源時(shí),當(dāng)C/Ti摩爾比為1.25/1,750℃熔鹽反應(yīng)3h合成的TiC-微米炭黑中沒(méi)有未反應(yīng)的金屬鈦,也較好的保持了納米炭黑的原有形態(tài)。
　　 2.氧化溫度對(duì)TiO2-炭黑的組成和結(jié)構(gòu)有很大的影響。本

4、文中用中間產(chǎn)物TiC-炭黑氧化所生成的TiO2是銳鈦礦和金紅石共存的狀態(tài),但主要是銳鈦礦,氧化溫度升高會(huì)促進(jìn)銳鈦礦相TiO2向金紅石相轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)表明,氧化溫度越高,TiC轉(zhuǎn)變生成TiO2的驅(qū)動(dòng)力越大,有利于TiO2晶核的形成和晶粒的生長(zhǎng),但同時(shí)炭黑顆粒也較易粘結(jié)在一起。
　　 3.采用亞甲基藍(lán)作為光催化降解模型化合物來(lái)考察TiO2-炭黑的光催化性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在C/Ti摩爾比為2時(shí),750℃熔鹽反應(yīng)合成的TiC-微米炭黑經(jīng)過(guò)