新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應研究.pdf

1、復旦大學博士學位論文新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應研究姓名：徐建華申請學位級別：博士專業(yè)：物理化學指導教師：戴維林20070415復旦大學博士學位論文摘要1、新型納米Ti02及Nb／Ti02材料的制備條件及催化性能采用直接水解沉淀法，以四氯化鈦為鈦源，合成了納米級介孔結構的二氧化鈦材料，通過控制其水溶液的水解過程制備了不同形貌的二氧化鈦，并研究了制備方式、電解質分散劑等對樣品性能的影響。采用一系列的表征方法對催化劑的結構進行了詳

2、細的表征。發(fā)現(xiàn)隨著水解條件的變化，樣品的形貌、晶型、結晶度、晶粒大小、比表面積和表面性質呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。SEM的觀察結果表明，控制水解條件的不同，可以得到各種形貌各異的二氧化鈦材料。XRD的檢測結果顯示，二氧化鈦的晶粒大小為1020nm之間的納米顆粒，直接沉淀法得到的二氧化鈦里無定型態(tài)，經(jīng)過適當溫度的焙燒，轉化為銳鈦礦晶型，如果再提到焙燒的溫度，樣品最終轉化為最穩(wěn)定的金紅石晶型，通過控制水解速率和水解條件，也可以直接得到銳鈦礦晶型和

3、金紅石晶型的納米二氧化鈦材料。低溫N2吸附的表征結果顯示，樣品具有介孔結構，顯示Ⅳ型吸附等溫線和H2型滯后環(huán)，比表面積和孔容都較大，孔徑分布較窄。將四氯化鈦水解法得到的納米二氧化鈦材料用于光催化反應，降解的原料為苯酚，光源為紫外光，本工作所得的二氧化鈦材料光催化能力與商業(yè)催化劑DegussaP25相當或略有不足。另外，通過濕法浸漬將Nb205沉積于二氧化鈦材料表面，得到含鈮的二氧化鈦光催化材料，經(jīng)過Nb沉積的二氧化鈦材料光催化性能稍有提

4、升。與此同時，Nb沉積的二氧化鈦材料也被用于多相催化氧化環(huán)戊烯制備戊二醛，活性和選擇性較好。作為對比，本章還制備了含鈮的介孔二氧化硅材料，如Nb／MCM41等，討論了其多相催化氧化環(huán)戊烯的反應性能。2、一維納米“rioz材料的制備及其光催化性能以四氯化鈦為鈦源，分別采用水熱法及水解沉淀法制備了“ri02納米管、Ti02晶須及Ti02多孔微管等～維結構的光催化劑。首先對材料的合成條件進行了探討；其次通過化學修飾，原位引入等方法，在Ti02