碳化鈦納米復(fù)合材料制備及其電催化性能.pdf

1、二十一世紀(jì)以來(lái)，工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，不僅給我們帶來(lái)了豐富多彩的物質(zhì)文化享受，也給我們賴以生存的環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。水資源作為社會(huì)發(fā)展必要因素之一，也面臨著淡水資源短缺和水體污染的問(wèn)題。目前，尋求一種合適的方法和材料是解決水體污染的關(guān)鍵所在。電化學(xué)處理水體污染作為深度處理水體的方法，具有操作簡(jiǎn)便，成本低廉等特點(diǎn)。碳化鈦具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗溶液腐蝕和電化學(xué)腐蝕等特性，是一種很有發(fā)展前景的電極材料。
　　本文采用直流電弧

2、等離子體法，在不同的氣氛下，制備了碳化鈦納米復(fù)合材料，通過(guò)X射線衍射(XRD)和拉曼光譜（Raman）分析了納米粉體的相結(jié)構(gòu)和成分組成，采用透射電子顯微鏡(TEM)及高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)觀察了納米顆粒的微觀形貌和尺寸分布。利用電化學(xué)工作站和高效液相色譜測(cè)試了該材料的電化學(xué)性能。
　　以鈦塊為陽(yáng)極，以石墨棒為陰極，在原料氣體甲烷中，分別充入不同含量的氫氣或氬氣，制備碳化鈦納米粉體。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析和成分分析發(fā)現(xiàn)，在納米粉體

3、中，面心立方結(jié)構(gòu)碳化鈦為主相;通過(guò)觀察微觀形貌，發(fā)現(xiàn)納米顆粒分布集中于10 nm～100 nm，存在少數(shù)尺寸為200 nm顆粒;大部分顆粒呈現(xiàn)立方八面體構(gòu)型，且顆粒表面存在厚度約2m的包覆層，通過(guò)高分辨透射電子顯微鏡和拉曼分析發(fā)現(xiàn)包覆層為碳。結(jié)構(gòu)和形貌表征結(jié)果表明，通過(guò)該方法制備的碳化鈦納米粉體為碳包覆碳化鈦核-殼結(jié)構(gòu)。
　　以所制備的納米粉體制作的電極為工作電極，采用電化學(xué)工作站測(cè)試電極降解2，4-二氯酚的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明碳包