二氧化鈦納米管的制備、摻雜及光催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦納米管在環(huán)境凈化領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景,本研究制備了二氧化鈦系列納米管,并利用其處理環(huán)境中的有機(jī)污染物。主要研究如下:
　　(1)利用水熱法制備二氧化鈦納米管(TNTs)。選擇丙酮和二氯甲烷(DCM)為指示氣體,在連續(xù)式反應(yīng)器中,以UV光為光源,比較TiO2和TNTs降解揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)的處理效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,具有強(qiáng)吸附能力的TNTs多孔光催化劑能夠提高光催化反應(yīng)速率,對反應(yīng)有積極的協(xié)同效應(yīng)。但是,在高濕度條

2、件下,較大的比表面積將吸附更多的水蒸氣,從而降低光催化能力。
　　(2)在氟化銨溶液中利用后處理浸漬法制備F-TNT光催化劑。在365nm的紫外光燈輻照條件下,利用F摻雜的二氧化鈦納米管處理商業(yè)染料甲基藍(lán)。通過TEM、XRD和XPS表征了材料的形態(tài)構(gòu)造、晶相結(jié)構(gòu)和表面特征。為了獲得染料降解的最佳條件,利用田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),選擇L15正交陣列,優(yōu)化F-TNT處理甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)條件(光源、催化劑投加量、初始濃度、pH和氧氣濃度)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明:最佳實(shí)驗(yàn)條件是光源為黑色熒光燈、催化劑投加量為0.16g、初始濃度為10ppm、pH3和氧氣濃度為8.9％。最佳實(shí)驗(yàn)條件的S/N和最終TOC分別為31和2.015。
　　(3)利用溶膠-凝膠法和微波消化法分別制備TiO2和 TNT,通過 TEM、XRD、UV-vis漫反射和氮?dú)馕摳角€表征其形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)和孔洞類型。在400℃下煅燒1h能夠得到含有銳鈦礦和金紅石相的混晶,且具有完美管狀結(jié)構(gòu)的二氧化鈦納米管。TNTs