二氧化鈦及鈦酸鹽雜化納米結構的設計合成.pdf

1、納米結構的二氧化鈦和鈦酸鹽是重要的功能無機材料，它們在光/電化學催化和離子交換領域具有重要的應用。目前，有關二氧化鈦和鈦酸鹽納米結構研究的一個重要方向是利用金屬、半導體、磁性材料等來對二氧化鈦和鈦酸鹽納米結構進行修飾，從而形成納米復合結構，以提高它們的性能。本論文研究了管束狀鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復合納米結構的合成、銀/二氧化鈦納米帶的合成以及四氧化三鐵/鈦酸鈉納米片的合成，也對它們的電化學催化、光催化和離子交換性質進行了表征。

2、　　 （1）鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復合納米結構的合成及電化學催化氧化甲醇性能：在Au或Pd溶膠存在時通過TiO2粉末和NaOH反應合成了管束狀鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復合納米結構。由于鈦酸鹽納米管獨特的卷曲生長機理，Au或Pd粒子被納米管束包裹住。與廣泛用作金屬粒子載體的碳納米管和活性炭相比，鈦酸鹽納米管束能牢固固定金屬粒子，防止金屬粒子從載體上脫落。制備的鈦酸鹽/金屬納米結構有多孔性和大的表面積。鈦酸鹽/鈀異質結構甲醇的電化學氧化實驗

3、中表現(xiàn)出高的電催化活性和優(yōu)良的穩(wěn)定性，它們將是直接甲醇燃料電池理想的催化劑。
　　 （2）銀/二氧化鈦納米帶的合成及光催化性質：通過Ag和TiO2粉末在NaOH中的一鍋煮水熱反應以及經過酸化、煅燒等后處理，合成出了均勻的Ag@TiO2納米帶。納米帶的內部富含小孔并且Ag粒子均勻的分布在納米帶的表面上。Ag@TiO2納米帶的平均寬度大概是50納米，長度能夠達到幾十微米。結合了Ag粒子的TiO2納米帶不僅增加了TiO2的光吸收效率，

4、而且有利于光生電荷的分離。因此，與單獨的TiO2納米帶相比，Ag@TiO2納米帶能夠在較短的時間內促使亞甲基藍完全光降解。
　　 （3）四氧化三鐵/鈦酸鈉納米片的合成與離子交換性能：通過Fe和TiO2粉末在NaOH中的聯(lián)合反應制備出了表面外延生長著Fe3O4的Na2Ti3O7納米片。合成的Fe3O4@Na2Ti3O7納米片產量極高（～95％）。用熒光素及其衍生物作為離子交換探針研究了Fe3O4@Na2Ti3O7納米片的離子交換能