納米TiO-,2-可控制備及其光催化性能研究.pdf

1、納米TiO2因其具有粒徑小、比表面積大、分散性好、實際應用中無二次污染等優(yōu)點而備受關注，納米TiO2的制備、性能及應用成為國內外學者研究的熱點。本文研究了水熱(溶劑熱)制備條件對納米TiO2微觀結構的影響及其在光照射下對有毒有機污染物降解的催化特性，探討了其制備條件對納米TiO2晶型、形貌的影響，比較了不同條件下制備TiO2的催化性能，分析了TiO2的光譜學性質，并通過跟蹤分析不同光催化體系過程中主要活性物種·OH和H2O2的變化，探討

2、了光催化反應作用機理。
　　 1、利用溶劑法在不同溶劑介質(水，NaOH溶液、乙醇、OP乳化劑、二乙醇胺)條件下制備了納米TiO2?？疾炝艘圆煌軇┘叭軇┍壤琋aOH溶液濃度、溫度等條件下對TiO2晶體微觀結構的影響，通過在紫外光照射下對有機染料的光催化降解性能試驗，分析了不同微觀結構納米TiO2的光譜學特性。
　　 2、低溫溶劑制備了TiO2粉末，X射線衍射儀(XRD)、比表面積及孔徑分析儀(BET)和透射電鏡(TE

3、M)對TiO2進行了初步表征。表明：納米TiO2主要為銳鈦礦相(含板鈦礦相(121))，比表面積為106.2m2/g。在紫外光(l≤387nm)照射條件下，以有機染料羅丹明B(rhodamine B，RhB)和無色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol，2,4-DCP)的光催化降解試驗為探針反應，研究了催化劑的催化活性。表明低溫(50℃)下制備的TiO2粉末具有較高光催化活性，對RhB和2,4-DCP有較好的降解效

4、果。通過紫外-可見光譜(UV-vis)、紅外光譜(FTIR)和總有機碳(TOC)測定，發(fā)現TiO2/UV體系能使RhB和2,4-DCP發(fā)生有效的降解，反應5h后RhB和7h后2,4-DCP的礦化率分別達到81.2[％]和86.8[％]。同時，采用辣根過氧化物酶(POD)、N,N-二乙基對苯二胺(DPD)分光光度法和苯甲酸熒光光度法分別測定了在降解過程中H2O2和羥基自由基(·OH)的變化，表明TiO2光催化機理涉及到·OH歷程。

5、　　 3、以無定形TiO2沉淀為前驅體，在水熱條件下制備了含板鈦礦型TiO2納米顆粒，考察了水熱反應的溫度和時間等因素對含板鈦礦型TiO2光催化活性的影響。采用XRD、TEM對制備的TiO2進行初步表征，并結合光催化(l≤387 nm)降解有機染料的光活性探針反應，結果表明水熱溫度為150 ℃，時間為24 h時可制得具有較高光催化活性含板鈦礦的納米TiO2。光催化試驗中研究了染料酸性桃紅(Sulforhodmine B，SRB)的褪色

6、及降解情況，并對中間產物H2O2和·OH進行跟蹤測定，表明含板鈦礦型TiO2的光催化主要涉及·OH氧化歷程。
　　 4、以正辛胺(n-octyl amine，OA)為模板通過溶膠—沉淀法制備了TiO2@SiO2納米球，通過TEM、XRD、電化學性能及有機染料酸性桃紅(Sulforhodamine B，SRB)、羅丹明B(rhodamine B，RhB)的光催化探針反應，探討了TiO2@SiO2納米球制備過程中酸度及煅燒溫度對其形

7、貌、晶型及光催化性能的影響。結果表明：在反應溫度50℃、1mol/L HCl的介質條件和550℃煅燒溫度的條件下制得的TiO2@SiO2粉末主要為比電容最高，分散度好的銳鈦礦型納米球；試驗通過自旋共振(Electron Spin Resonance，ESR)、分光光度法、紅外光譜及總有機碳分析探討了該催化劑在紫外光下催化降解有機染料SRB及RhB及小分子2,4-DCP的光催化反應特性、礦化氧化效果及降解機理。實驗表明：其光催化效果與商業(yè)

8、P25相近，對有機污染物有較好的礦化效果，降解過程主要涉及·OH氧化機理。
　　 5、以鈦酸四丁酯和硝酸鈰以及碘等為原料，利用溶膠-凝膠法，于450℃溫度下煅燒制備了不同摻雜比例的TiO2催化劑。采用XPS、XRD、TEM以及TG等對催化劑進行了表征及光學性質的測試。結果表明：共摻雜后TiO2的禁帶寬度從3.03eV降低到2.51eV，TiO2納米尺寸為13nm左右，主要為銳鈦礦相，碘和鈰元素摻雜到TiO2晶格間，催化劑均有良好