納米棒自組裝二氧化鈦中空微球的制備及研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)在光照下能有效地將有機(jī)污染物降解,這一優(yōu)秀的光催化特性使其成為解決環(huán)境問題的優(yōu)良材料。但是目前納米 TiO2光催化材料依然存在一些明顯的缺陷,比如其能帶結(jié)構(gòu)決定了其只能吸收利用紫外線部分,而自然環(huán)境中的紫外光含量僅占5％,而且TiO2光催化過程中產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)容易復(fù)合,此外納米TiO2使用過程中的團(tuán)聚問題難以解決,且在使用過程中難以回收并重復(fù)利用。因此,提高其光催化性能,解決使用中的團(tuán)聚及難回收問題,有著重要的理

2、論意義與實(shí)用價(jià)值。本文以國內(nèi)外文獻(xiàn)很少涉及的由納米棒自組裝成的TiO2中空微球?yàn)槟繕?biāo),以囊泡為模板,對(duì)微球制備過程中各影響因素、微球結(jié)構(gòu)、吸附性能及光催化性能進(jìn)行比較深入的探討。
　　本文首次提出新穎簡單的囊泡模板法制備了由納米棒自組裝并具有介孔表面的TiO2中空微球。研究結(jié)果顯示:TiO2中空微球由TiO2納米棒自組裝而成,TiO2中空微球的直徑約1~2μm,具有中空和介孔殼結(jié)構(gòu),而且比表面積高達(dá)242 m2/g;通過控制熱壓溫

3、度、熱壓時(shí)間及模板劑的使用對(duì)TiO2中空微球的微觀形貌的影響研究顯示:熱壓溫度控制在180℃,熱壓時(shí)間控制在24小時(shí),可以形成較完整的TiO2納米棒表面;聚乙二醇是形成TiO2納米棒的關(guān)鍵,而吐溫和聚乙二醇共同形成囊泡軟模板來構(gòu)成微球的中空結(jié)構(gòu)。
　　本文采用吸附等溫模型及吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)TiO2中空微球的吸附性能進(jìn)行了研究。并與TiO2實(shí)心微球進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明TiO2中空微球具有較高的吸附能力和較快的吸附速率,最大吸附量高達(dá)1