新型TiO2光催化材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化作為一種新興的技術(shù)，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使得取之不盡、用之不竭、綠色的太陽(yáng)能可以有效地轉(zhuǎn)化成化學(xué)能和電能等等，旨在解決日益嚴(yán)重的全球能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題，從而凈化生態(tài)、實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在目前文獻(xiàn)報(bào)道的上百種半導(dǎo)體光催化材料中，TiO2因其毒性低、活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、廉價(jià)易得及無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。然而，普通的TiO2納米顆粒禁帶寬度為3.2eV，對(duì)太陽(yáng)光的利用率低，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。為此，本文主要通過(guò)探索新的制備方法并

2、開(kāi)發(fā)新型TiO2光催化材料來(lái)開(kāi)展工作，主要研究原材料的選擇和不同的制備方法對(duì)光催化效果的影響等。本論文主要開(kāi)展了以下三個(gè)部分的工作:
　　1、微波快速合成Ti3+自摻雜多孔單晶TiO2材料及其光催化產(chǎn)氫性能研究
　　采用TiCl3作為鈦源，冰乙酸作為反應(yīng)溶劑，利用微波輔助加熱的方法快速合成了Ti3+自摻雜多孔單晶TiO2材料，此方法具有操作簡(jiǎn)易、產(chǎn)物形貌均一等優(yōu)點(diǎn)。研究了TiO2不同光源照射下光解水產(chǎn)氫的活性，其在365nm

3、LED光源照射下的產(chǎn)氫活性顯著高于商業(yè)用P25，并且此類催化劑在氙燈照射下表現(xiàn)出很好的降解有機(jī)染料的效果。通過(guò)XRD，F(xiàn)ESEM，TEM，SAED，EXD等方法對(duì)多孔TiO2的形貌和組成進(jìn)行了表征，并重點(diǎn)研究了其微波反應(yīng)條件對(duì)催化劑活性的影響。
　　2、水相清潔溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝合成介孔TiO2及其光催化處理NO氣體性能研究
　　同樣采用TICl3水溶液作為鈦源，F(xiàn)127作為表面活性劑，水作為反應(yīng)溶劑，通過(guò)溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝

4、及后續(xù)高溫煅燒過(guò)程，制得了Ti3+自摻雜的介孔TiO2材料，該類材料比表面積較大，孔徑大小范圍5.3～10.7nm之間。通過(guò)調(diào)節(jié)表面活性劑F127的用量及焙燒溫度，考察了不同結(jié)構(gòu)的介孔TiO2對(duì)光催化氧化氣相污染物NO的效果。最終獲得了很高的光催化氧化NO的活性及穩(wěn)定性，該類材料在降解水相污染物應(yīng)用中也有顯著的效果。
　　3、六方柱中空氧化鈦新型材料的制備及其光催化性能的研究
　　使用TICl3作為Ti源，冰乙酸作為反應(yīng)溶劑