復合型納米二氧化鈦材料的制備及研究.pdf

1、本文以鈦酸丁酯為前軀體,采用溶膠凝膠法合成納米TiO2,正交試驗設計中,用溫度、水、乙醇和硫酸四因素優(yōu)化工藝,其中水的影響因子最大,當溫度為25℃,鈦酸丁酯:水:乙醇:硫酸的摩爾比為1:2:30:0.25時,TiO2的粒徑最小。以硫酸和硝酸為調節(jié)試劑,常溫合成納米TiO2,采用FT-IR、XRD、SEM、BET等方法進行表征,經(jīng)過500℃煅燒后的TiO2均為銳鈦礦,TiO2/NO3-的粒徑為15nm,比表面積為37.77m2/g;TiO

2、2/SO42-的粒徑為8nm,比表面積為68.32m2/g。TiO2/SO42-的粒徑小于10nm,比表面積幾乎是TiO2/NO3-的2倍。通過光催化降解亞甲基藍溶液實驗,TiO2/SO42-的催化活性優(yōu)于TiO2/NO3-,可以在堿性條件下維持不變,這意味著TiO2/SO42-的應用范圍更加廣泛。
　　 通過浸漬法制備TiO2薄膜,采用XRD、SEM等進行表征,TiO2薄膜的負載量隨著負載次數(shù)的增加而增加,以不銹鋼網(wǎng)為載體,負

3、載量最大為6mg/cm2,負載次數(shù)超過2次后,TiO2薄膜會出現(xiàn)脫皮、掉落和龜裂現(xiàn)象;以泡沫鎳為載體最大負載量可達到12mg/cm2,最佳負載次數(shù)為3次,經(jīng)過500℃煅燒后TiO2薄膜的穩(wěn)定性大幅度提高,且負載量是前者2倍。不銹鋼網(wǎng)和泡沫鎳載體的使用不影響TiO2的銳鈦礦晶型結構,泡沫鎳負載TiO2薄膜經(jīng)高溫煅燒后出現(xiàn)了NiO,抑制了電子向載體傳導,提高了光催化活性。故泡沫鎳載體優(yōu)于不銹鋼網(wǎng)。
　　 對TiO2/SO42-通過摻

4、雜Ag+、Fe3+、MgF2和LiF等進行改性研究,使材料產(chǎn)生見光響應性能。采用UV-VIS研究光的響應范圍,通過光催化降解亞甲基藍溶液實驗,考察復合催化劑光催化活性。所制備的復合型催化劑XRD圖譜顯示衍射峰強度減弱,主衍射峰峰寬度變大,說明摻雜離子取代了部分Ti進入到TiO2/SO42-晶格中;分析復合型催化劑的紫外可見吸收光譜,4種摻雜改性的TiO2/SO42-均對可見光有響應,其中Fe3+摻雜改性最明顯,吸收邊波長接近500nm,