電紡法制備TiO2納米纖維及其光解水制氫性能的研究.pdf

1、本文采用靜電紡絲法制備了具有較高催化活性的TiO2納米纖維光催化劑,研究了加氫工藝對(duì)TiO2納米纖維的影響,采用SEM/EDX、TEM、XRD、Raman、XPS等手段對(duì)樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了較為系統(tǒng)的表征測(cè)試,并研究了TiO2納米纖維的光解水制氫性能。選用鈦酸四丁酯為鈦源,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為增稠劑,以無水乙醇和冰乙酸的混合溶液為溶劑,采用靜電紡絲的方法,制備出具有不同形貌特征的TiO2產(chǎn)物,包括20-800nm的Ti

2、O2纖維、100nm的TiO2納米管、5μm的TiO2的微米球以及具有杯子形貌的TiO2顆粒等,并對(duì)產(chǎn)物形貌對(duì)靜電紡絲工藝參數(shù)的依賴關(guān)系進(jìn)行了初步探討。研究了焙燒溫度對(duì)TiO2產(chǎn)物的影響,得到了不同晶型的TiO2產(chǎn)物。XRD和Raman測(cè)試結(jié)果表明,在500℃以下處理得到鈦礦晶型TiO2,600℃處理開始有金紅石型 TiO2生成,當(dāng)溫度達(dá)到800℃時(shí),全部轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石型TiO2。
　　本文研究了加氫處理工藝對(duì)TiO2納米纖維的影響

3、,制備出了不同顏色的TiO2納米纖維。XRD和Raman分析發(fā)現(xiàn),600℃加氫前后TiO2納米纖維的晶型未發(fā)生改變,均為銳鈦礦。處理溫度超過600℃時(shí),開始有金紅石型 TiO2生成,并伴隨著Ti2O3生成。在600℃以下進(jìn)行加氫處理得到的樣品,隨著加氫溫度的升高,其顏色逐漸由白色變?yōu)榛液稚?成分為TiO2;在850℃對(duì)TiO2納米纖維進(jìn)行加氫,得到紫黑色的Ti2O3。XPS分析發(fā)現(xiàn),加氫前后的TiO2樣品的Ti2p和O1s的結(jié)合能發(fā)生了

4、改變,這些變化與TiO2的禁帶寬度的變化有關(guān),并能造成其光催化活性的變化,其中在600℃加氫的TiO2樣品的光催化活性最高。對(duì)TiO2納米纖維光催化分解水制氫性能進(jìn)行了研究,分析了不同光催化劑具有不同光催化活性的原因,認(rèn)為加氫工藝對(duì)TiO2納米纖維的光解水催化性能具有重要影響。UV-Vis測(cè)試結(jié)果表明,處理溫度越高所得TiO2納米纖維對(duì)可見光吸收值就越大,并且由此計(jì)算出了加氫前后各樣品的禁帶寬度的值,其中在600℃加氫所得樣品的有效禁帶