金屬離子摻雜納米TiO2的制備及其表面修飾的研究.pdf

1、TiO2光催化型抗菌劑無毒、高溫下不變色、不分解，價(jià)格低廉，來源豐富；能隙較大，產(chǎn)生光生電子和空穴的電勢(shì)電位高，有很強(qiáng)的氧化性和還原性，因此成為研究熱點(diǎn)之一。但是TiO2半導(dǎo)體材料的禁帶較寬，只有能量大于3.2eV的紫外線（波長(zhǎng)＜387.5nm）照射才能激發(fā)光催化反應(yīng)，研究可見光下TiO2光催化反應(yīng)已成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。
　　本文用共沉淀法和鈦聚法制備不同結(jié)構(gòu)的納米TiO2，由共沉淀法制備的TiO2粒徑大約為20nm的多孔微

2、晶，而鈦聚法制備的TiO2具有一維納米結(jié)構(gòu)，表面排列比較緊密。根據(jù)XRD、SEM、TG-DTA、IR測(cè)試推斷納米片狀TiO2的反應(yīng)機(jī)理，確定氧自由基為鈦聚法反應(yīng)過程中的關(guān)鍵因素，只要控制水量、溫度，就能得到納米片狀TiO2，且沒有污染的優(yōu)點(diǎn)。
　　在此基礎(chǔ)上，分別用共沉淀法和鈦聚法制備了摻雜Fe3+、Cu2+、Zn2+納米TiO2，結(jié)果表明，共沉淀法摻雜0.4mass％Fe3+納米多孔TiO2在波長(zhǎng)400nm之前就有較強(qiáng)的紫外吸收

3、峰；超聲波處理之后，其在波長(zhǎng)400nm之前出現(xiàn)了極強(qiáng)的吸收峰。在波長(zhǎng)400～850nm之間，摻鐵納米多孔TiO2出現(xiàn)了一個(gè)較小的吸收平臺(tái)，所以在整個(gè)紫外-可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)大大提高了量子效率；鈦聚法制備的活性炭負(fù)載0.4mass%Fe3+-TiO2光催化劑效果最好，避光攪拌30min，光照30min，降解甲基橙的脫色率可達(dá)96.8％。
　　對(duì)鈦聚法制備的納米片狀TiO2進(jìn)行表面修飾的研究，分別制備了親水性和親油性的改性納米TiO2。實(shí)