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1、本論文針對(duì)目前日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題為主題,以研究環(huán)保功能材料為出發(fā)點(diǎn),制備出針對(duì)降解有機(jī)污染物的納米功能材料--TiO2納米管陣列。TiO2納米管陣列在光解水制氫氣、太陽(yáng)能電池、涂料、醫(yī)學(xué)、光催化降解有機(jī)污染物等方面有這非常廣闊的前景。TiO2納米管陣列相比TiO2粉體、微球等形態(tài),具有較大的比表面積、更加高效的電子傳輸通道和吸附能力。有望提高現(xiàn)有性能的同時(shí),研究出新的性能。因此,針對(duì)TiO2納米管陣列的制備研究、工藝探討具有非常重要
2、的現(xiàn)實(shí)意義。
本文實(shí)驗(yàn)中采用電化學(xué)三電極體系、陽(yáng)極氧化法在乙二醇和氟化銨電解液溶液中陽(yáng)極氧化純鈦片,以達(dá)到在鈦片的兩表面同時(shí)制備TiO2納米管陣列目的。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和射線衍射分析儀(XRD)對(duì)TiO2納米管陣列的微觀形貌及物相進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電解液體系和氧化時(shí)間是影響TiO2納米管陣列管長(zhǎng)的重要因素,電解液pH值趨于中性的有機(jī)電解液能夠制備出長(zhǎng)徑比的TiO2納米管陣列結(jié)構(gòu);在乙二醇有機(jī)體系電解液制備
3、TiO2納米管陣列的過(guò)程中,需要陽(yáng)極氧化電壓、電解液水分含量等因素相互協(xié)同作用才能制備出管貌優(yōu)異的納米管;通過(guò)煅燒把TiO2納米管陣列樣品從無(wú)定形態(tài)轉(zhuǎn)化成銳鈦礦相或銳鈦礦相和金紅石相的混晶。
利用TiO2納米管陣列降解甲基橙的試驗(yàn)中,探討氧化電壓,電解液含水量、煅燒溫度對(duì)光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:氟化銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的乙二醇電解液(60V,60h),煅燒溫度400℃條件下制備的TiO2納米管陣列光催化性能最佳,加入少量
4、過(guò)氧化氫的條件下,經(jīng)過(guò)3h對(duì)濃度為20ml/L甲基橙溶液降解率高達(dá)99.61%。
采用脈沖電源電沉積制備出CdS-TiO2納米管陣列復(fù)合核殼結(jié)構(gòu)光催化劑,通過(guò)改變電沉積時(shí)間制備出不同沉積厚度的CdS。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CdS沉積厚度開(kāi)始隨時(shí)間延長(zhǎng)變厚。
研究CdS-TiO2納米管陣列復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)甲基橙光催化性能影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電沉積60min時(shí)制備出來(lái)的復(fù)合機(jī)構(gòu)光催化性能最好,經(jīng)過(guò)20h紫外光照射后同TiO2納
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