{111}晶面暴露納米金紅石二氧化鈦的制備及光催化研究.pdf

1、過(guò)去的幾十年年中，隨著科技的持續(xù)發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境資源等也帶來(lái)了破壞，水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重反復(fù)引起公眾關(guān)注。環(huán)境以及能源等問(wèn)題顯然以及成為21世紀(jì)的首要解決的重大問(wèn)題之一。而近年來(lái)光催化技術(shù)逐漸被人們重視，光催化指的是半導(dǎo)體在一定波長(zhǎng)的光照下，發(fā)生載流子的分離同時(shí)產(chǎn)生光生電子以及空穴并且和溶液中的離子生成含有氧化性或者還原性的活性自由基，這些物質(zhì)能夠很有效的將水中的很多有機(jī)物降解成為二氧化鈦和水等物質(zhì)，這樣就起到了污水處理為作用。由于光催化

2、的方法非常環(huán)保無(wú)二次污染，且效率很高，成為當(dāng)下環(huán)境治理問(wèn)題的新方向。而選擇性光催化是光催化劑的特性之一，也是研究的的難點(diǎn)之一，因其既可以對(duì)于普通情況的污染物進(jìn)行降解同時(shí)也具備了污染物的選擇性降解的特點(diǎn)，對(duì)于這方面的研究并不是很多。所以對(duì)如何利用納米二氧化鈦進(jìn)行高效的光催化以及探究其在選擇性方面的特點(diǎn)具有很高的研究?jī)r(jià)值。由于二氧化鈦是過(guò)渡金屬氧化物且無(wú)毒無(wú)害并且催化效率很高，化學(xué)穩(wěn)定性好是一種理想的光催化材料。
　　本文的研究主要是

3、圍繞金紅石型納米二氧化鈦的制備和其光催化性能和選擇性光催化的性能的研究展開(kāi)的。在二氧化鈦的三種形態(tài)中銳鈦礦和金紅石的催化性能較好，而對(duì)金紅石的研究比較少，尤其是對(duì)于｛111｝暴露面金紅石納米二氧化鈦的研究更為稀少，本課題采用了水熱法通過(guò)鈦酸四丁酯Ti(OBu)4混合NaF，HCl的方法制備得到了｛111｝暴露面的金紅石型二氧化鈦。并對(duì)其進(jìn)行了XRD以及SEM，TEM，HRTEM等一系列表征方式，對(duì)催化劑的形貌結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的研究。并且對(duì)

4、其進(jìn)行了選擇性光催化甲基橙和亞甲基藍(lán)以及甲基橙和甲基紫的研究，記錄催化過(guò)程并且通過(guò)紫外分光光度計(jì)對(duì)其催化結(jié)果進(jìn)行分析。
　　本課題研究得到了一些新的結(jié)果：我們利用水熱法制備得到了一種高純度的｛111｝暴露面金紅石納米二氧化鈦，在不斷調(diào)節(jié)使得其Cl-和F-是最佳濃度比例的時(shí)候獲得了大約為96％左右的｛111｝暴露面金紅石型的納米二氧化鈦。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了其光催化的活性是｛110｝暴露面的金紅石的三倍左右，有著比較高的光催化效率。確定了