二氧化鈦微結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其光催化降解氣相苯研究.pdf

1、近年來(lái)，大量的研究工作致力于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)污染物。在目前已知的揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）中，由于高毒性、致癌性和難降解性，苯可能是最危險(xiǎn)的一種。開(kāi)發(fā)溫和條件下的高效苯降解處理技術(shù)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。作為治理手段之一，光催化氧化降解方法被廣泛認(rèn)為是一種很有前景的技術(shù)。因?yàn)榛瘜W(xué)穩(wěn)定性高，成本低以及毒性小，在眾多光催化劑中，TiO2被廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理中。但是，由于在降解過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些更難降解的副產(chǎn)物，使得TiO2催化劑用于處理氣相苯時(shí)往

2、往表現(xiàn)出較低的活性和穩(wěn)定性。因此，開(kāi)發(fā)光催化降解氣相苯的高效催化劑仍然面臨挑戰(zhàn)，但確實(shí)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文的主要工作是通過(guò)形貌控制的方法，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)高活性的二氧化鈦光催化降解氣相苯催化劑。我們?cè)噲D在材料可控制備的基礎(chǔ)上，建立微結(jié)構(gòu)與性能的聯(lián)系，旨在將多孔材料獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到二氧化鈦材料上。
　　首先，我們采用溶劑熱法合成了N-TiO2納米顆粒，發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變氮源的種類可以調(diào)控樣品的微觀結(jié)構(gòu)、相組成、粒徑以及比表面

3、積。采用水合肼合成的樣品表現(xiàn)出最佳的光催化降解氣相苯活性。經(jīng)過(guò)15次循環(huán)使用后，催化劑的活性基本保持不變。
　　其次，我們采用溶劑熱法在溫和條件下合成了多孔TiO2。該材料由米粒狀納米微晶組成，具有較大的比表面積，不需要焙燒過(guò)程，所合成材料具有較高的結(jié)晶度。光催化降解氣相苯實(shí)驗(yàn)表明，該材料具有優(yōu)異的性能?？疾炝蒜佋?、水熱溫度以及焙燒過(guò)程對(duì)所合成樣品光催化活性的影響。
　　再次，我們采用比較簡(jiǎn)易的方法合成了微米級(jí)的核-殼結(jié)構(gòu)

4、TiO2材料。該材料含有豐富的介孔，且殼層呈現(xiàn)類似核桃表面的形貌。通過(guò)改變?cè)吓浔?，可以方便地調(diào)節(jié)該材料的尺寸和形貌。同時(shí)詳細(xì)考察了葡萄糖量、尿素量以及焙燒溫度對(duì)材料形成過(guò)程的影響。光催化降解氣相苯實(shí)驗(yàn)表明，該材料具有比P25更高的活性。該材料還被用于光電探測(cè)材料，在室溫下，隨著紫外燈不斷打開(kāi)和熄滅，光電流可以持續(xù)響應(yīng)，說(shuō)明其具有較良好的光敏性。
　　最后，我們采用鈦酸丁酯作為鈦源，冰醋酸為溶劑，在不同條件下合成了介孔TiO2。經(jīng)