二氧化鈦納米材料及其復合材料的制備和性能研究.pdf

1、當今社會面臨的全球性的嚴重問題是工業(yè)化進程的加快隨之產(chǎn)生的環(huán)境污染和能源短缺。光催化降解污染物是一種有效的解決環(huán)境問題的方法。二氧化鈦作為典型的半導體光催化劑，具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、高催化活性、來源豐富、價廉易得和無二次污染等優(yōu)越的性能，近年來吸引了許多研究者的關注和重視。但是禁帶寬度較大和量子效率不高等問題限制了二氧化鈦在實際中的發(fā)展。大量實驗結(jié)果表明，通過對TiO2進行改性研究可調(diào)控其在可見光下的光譜響應范圍，抑制光生載流子的復合幾率，

2、提高量子效率和光催化活性。本文研究了控制水浴溫度，Ti3+自摻雜和形成復合半導體等對二氧化鈦的表面形貌，化學組成，晶體結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響。主要結(jié)果如下：
　　(1)采用直接水解法制備的TiO2為銳鈦礦結(jié)構(gòu)。通過不同的水浴溫度來控制TiO2的表面形貌，晶粒尺寸以及光催化性能；當水浴溫度達到15℃時，二氧化鈦樣品在紫外光區(qū)和可見光區(qū)的吸收強度和光催化活性達到最大。采用氨水(NH3·H2O)作為媒介，鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)作

3、為還原劑，將水解法制備的純凈TiO2樣品自摻雜 Ti3+；根據(jù)甲基橙降解效率圖可證明適量的氨水能夠使得 Ti3+自摻雜的樣品顯示出最大的光催化性能。
　　(2)用簡單化學水浴法制備出了具有吸附性能的片狀 CoS納米材料。通過控制水浴溫度的變化來改變CoS的表面形貌，片狀的厚度以及比表面積的大小，從而達到控制樣品的吸附性能；當油浴溫度達到120℃時，CoS樣品的形狀更趨近于花狀，且片狀變得最薄，表現(xiàn)出了最強的吸附性能。
　　(

4、3)在90℃恒溫條件下調(diào)節(jié)加入的表面活性劑PEG劑量，成功制備出了高吸附性能的CoS納米材料，根據(jù)有機染料亞甲基藍和重金屬離子Pb2+、Cd2+的吸附效率可知當加入的PEG量為100mg時，所制備的CoS納米材料顯示出了最高性能，且進一步證明不管加入PEG量為多少，其吸附性能都明顯優(yōu)于恒溫下制備的純凈的CoS樣品。
　　(4)采用沉淀法成功制備出CoS和TiO2-CoS復合納米材料。CoS在紫外光照射下表現(xiàn)出了較強的光催化活性，將