納米二氧化鈦及介孔鈦硅分子篩的合成、表征、及其光催化與電化學(xué)傳感的研究.pdf

1、近年來(lái)的研究表明，光催化技術(shù)對(duì)有機(jī)廢水的降解有較好的效果，也是近年來(lái)人們研究的熱點(diǎn)。其中，納米半導(dǎo)體類，介孔類，以及超分子類是主要的光催化劑材料。
　　 納米二氧化鈦?zhàn)鳛橹匾募{米半導(dǎo)體類材料，其優(yōu)點(diǎn)是：成本低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、安全無(wú)毒。二氧化鈦和介孔分子篩復(fù)合而成的介孔類鈦硅材料具有特殊的催化優(yōu)勢(shì)：沉積在高比表面積的SBA-15載體上的二氧化鈦，其光催化活性因?yàn)楸缺砻娣e的增大而提高；載體有序的介孔結(jié)構(gòu)也有利于吸附溶液中的有機(jī)分子

2、。Ti-SBA-15的介孔結(jié)構(gòu)有利于酶在電極表面的分散，酶在電極表面的吸附量也得到了很大的提高，所以將二氧化鈦等具有光催化作用的催化劑嵌入到無(wú)定形的載體和分子篩中，使用該材料制備生物傳感器的應(yīng)用研究很有意義。
　　 超分子類中的β-環(huán)糊精由于特殊的分子空腔體結(jié)構(gòu)，可以使有機(jī)分子在空腔中得到催化降解。
　　 本研究論文主要利用納米二氧化鈦，環(huán)糊精以及介孔鈦硅材料對(duì)有機(jī)污染物的光降解進(jìn)行了研究；同時(shí)進(jìn)行了介孔鈦硅材料的電化學(xué)

3、研究。結(jié)果如下：
　　 (1)納米二氧化鈦光催化降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)表明：在100W紫外燈照射下，將5mg的TiO2加入到初始濃度為2ppm的羅丹明B的50ml體系中，羅丹明B得到最佳降解效果，降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)規(guī)律。
　　 (2)原位合成法合成了兩種不同鈦源前驅(qū)體的介孔鈦硅復(fù)合材料，使用了XRD、SEM、BET、UV-vis、FT-IR等表征手段對(duì)介孔鈦硅復(fù)合材料進(jìn)行表征；用自制材料對(duì)羅丹明B的光催化降解研究表

4、明：100W紫外光照射下，P25的光催化效果大于介孔鈦硅材料；在模擬太陽(yáng)光照射下，介孔鈦硅復(fù)合材料的光催化速率比P25的降解速率快。
　　 (3)將介孔鈦硅復(fù)合材料滴涂于玻碳電極(GCE)表面，制備Nafion/HRP/Ti-SBA-15/GCE生物傳感器，并研究其電化學(xué)性能。結(jié)果表明：介孔鈦硅材料的特殊結(jié)構(gòu)有利于酶的吸附，酶在介孔材料內(nèi)保持良好的生物活性。循環(huán)伏安掃描表明介孔鈦硅材料和酶的協(xié)同作用，不僅實(shí)現(xiàn)了HRP的直接電子轉(zhuǎn)

5、移，還提高了此修飾電極的電化學(xué)性能；在催化還原過(guò)氧化氫時(shí)，響應(yīng)電流與H2O2的濃度在1.07×10-7～2.18×10-6mol.L-1內(nèi)呈線性關(guān)系，檢測(cè)限為1.0×10-7mol.L-1(S/N=3)，KappM為0.0219mmol.L-1。
　　 (4)使用色譜儀對(duì)不同光照時(shí)間下的雙氯酚酸進(jìn)行色譜分析，實(shí)驗(yàn)表明：在300W紫外光照射下，5mg/L的雙氯酚酸可以得到最佳降解效果，降解過(guò)程符合假一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。當(dāng)體系中加入β-