TiO-,2-系光催化劑的制備、結(jié)構(gòu)以及性能研究.pdf

1、本文研究了以無機(jī)鈦鹽為起始原料，采用膠溶法制備納米TiO2的工藝。制備出了分布較窄，顆粒尺寸20nm左右的納米TiO2粒子。通過紫外光的催化活性和TEM測(cè)試，研究了膠溶工藝對(duì)TiO2的形貌以及TiO2的形貌對(duì)其催化活性的影響。采用XRD對(duì)不同溫度條件下焙燒3h得到的TiO2粉末進(jìn)行晶相分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)焙燒溫度為500℃時(shí)金紅石逐漸形成。比較不同溫度下焙燒制得的催化劑的活性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)焙燒溫度為600℃時(shí)TiO2的活性最高。本課題采用自制TiO2

2、與脲混合煅燒法和TiO2在NH3氣氛中高溫煅燒法，制備出N摻雜TiO2。運(yùn)用亞甲基藍(lán)作為降解模型，利用高壓汞燈和高壓氙燈分別作為紫外和可見光源，在自制的光催化反應(yīng)器內(nèi)測(cè)試制備出的N摻雜TiO2和未摻雜的TiO2的光催化活性。結(jié)果表明，改性過后的TiO2產(chǎn)生了可見光活性。通過X射線光電子能譜、紫外可見光反射光譜和XRD等多種分析測(cè)試手段對(duì)摻雜后的TiO2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和表征，進(jìn)一步研究了TiO2的改性作用的機(jī)理。發(fā)現(xiàn)N的摻入抑制了銳態(tài)礦

3、相向金紅石相的轉(zhuǎn)變，N是以N-H的形式進(jìn)入TiO2晶格的，并且它們存在于TiO2晶格的空隙中，這使得在價(jià)帶的上方形成了一個(gè)新的窄帶，導(dǎo)致改性后的TiO2能被可見光激發(fā)。比較了“TiO2和脲混合焙燒法”和“TiO2在Ar和NH3混合氣氛中焙燒法”兩種“N摻雜法”制備出的N摻雜TiO2光催化劑結(jié)構(gòu)與性能，結(jié)果表明，其結(jié)構(gòu)與性能相當(dāng)，但“TiO2和脲混合焙燒法”具有更低的制備成本。采用水熱和酸浸泡法，制備出了TiO2納米管。并通過TEM和XR