可見光活性納米二氧化鈦光催化劑的制備與性能評價.pdf

1、當(dāng)前二氧化鈦光催化材料存在的主要問題是：TiO<,2>光催化劑對光的吸收利用波長范圍狹窄，主要在紫外光區(qū)，對可見光無光催化活性；半導(dǎo)體載流子復(fù)合率高，量子效率較低。為了提高TiO<,2>對可見光的催化活性及對有機(jī)物的光催化降解效率，本論文通過深入分析TiO<,2>光催機(jī)理及改性原理，并針對當(dāng)前氮摻雜改性存在的問題，提出了在氨氬氣氛下煅燒前驅(qū)體水合TiO<,2>進(jìn)行氮摻雜改性及用仿生法在模擬人體體液中進(jìn)行羥基磷灰石包覆的設(shè)想。

2、 本論文的工作主要分為以下幾個部分： ①水合二氧化鈦粉體的制備 該實驗采用鹽酸溶解．氨水中和沉淀法，以偏鈦酸為原料，制備前驅(qū)體水合TiO<,2>納米粉體。首先研究制備條件：漿料濃度、偏鈦酸與鹽酸的配比、加熱反應(yīng)時間、沉淀方式等對水合TiO<,2>粉體的純度、粒徑、分散性等的影響。結(jié)果表明，控制漿料濃度為25％，鹽酸與偏鈦酸的摩爾比為3：1，保溫反應(yīng)lh條件下制備的粉體具有比表面積大、分散性好、粒徑小、

3、粒徑分布窄等優(yōu)點，為后續(xù)氮摻雜改性創(chuàng)造了良好的條件。 ②氮摻雜二氧化鈦粉體(TiO<,2-x>N<,x>)的制備 該實驗采用在氨氣(67 V％)和氬氣的混合氣氛下，通過在管式電爐中煅燒水合二氧化鈦粉體進(jìn)行氮摻雜改性。并通過TG-DTA、UV-VIS、XRD、TEM等手段研究了摻氮溫度、摻氮反應(yīng)時間等對粉體的吸光性能、晶型結(jié)構(gòu)、摻氮量、粒徑及光催化活性的影響。并考察了在可見光照射下不同摻氮量與甲基紫催化降解率之間的

4、關(guān)系。結(jié)果表明：在600℃，3h下制備的TiO<,2-x>N<,x>粉體具有較高的可見光催化活性，大大拓寬了TiO<,2>對光的利用范圍。 ③羥基磷灰石包覆TiO<,2-x>N<,x>粉體的制備 該實驗采用仿生法，在不同體系的模擬人體體液(SBF)中反應(yīng)，制得了羥基磷灰石包覆氮摻雜二氧化鈦粉體(HAP／TiO<,2-x>N<,x>)。考察了包覆反應(yīng)時間、包覆次數(shù)及不同體系的SBF體液對羥基磷灰石在TiO<,