納米tio2的制備及其在多相催化反應(yīng)中的應(yīng)用研究

1、 納米 納米 TiO2 的制備及其 的制備及其在多相催化 在多相催化反應(yīng)中 反應(yīng)中的應(yīng)用研究 的應(yīng)用研究 Study on the Preparation of Nano TiO2 and their Application in the Multi-phase Catalytic Reactions 一級(jí)學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù) 學(xué)科專業(yè)：生物化工 研 究 生：劉楠 指導(dǎo)教師：張金利教授 Johannes W. Schwank 教授

2、天津大學(xué)化工學(xué)院 二零一四年六月 摘要 二氧化鈦納米材料用于多相催化體系的優(yōu)勢(shì)在于其具有較大的比表面積和孔容、優(yōu)良的光電化學(xué)效應(yīng)以及較強(qiáng)的氧化能力，因此可用于以光催化降解有機(jī)污染物、汽車尾氣處理以及一氧化碳甲烷化反應(yīng)等為代表的各種多相催化體系。本文針對(duì)二氧化鈦納米材料的合成以及其在三個(gè)典型的多相催化體系中的催化性能進(jìn)行了研究。 首先，采用水熱合成法制備二氧化鈦納米管材料，發(fā)現(xiàn)水熱合成溫度對(duì)TiO2 水熱產(chǎn)物的形貌和晶型存在顯著影響，Ti

3、O2 納米管的適宜水熱合成溫度為120 ~ 150 ?C。洗滌步驟采用低濃度 HNO3 溶液會(huì)減少水洗處理后出現(xiàn)的納米管團(tuán)聚現(xiàn)象。在 300 ~ 400 ?C 焙燒處理后的 TiO2 納米材料具有較好的銳鈦礦晶型，保持了納米管狀結(jié)構(gòu)。在 120 ~ 150 ?C 溫度范圍水熱合成的 TiO2 納米管展現(xiàn)了最大的飽和吸附量和更高的光催化活性。通過(guò)原位紅外的測(cè)定，初步探討了亞甲基藍(lán)在 TiO2 納米管材料上通過(guò)脫甲基作用瓦解多環(huán)結(jié)構(gòu)的光降解

4、反應(yīng)機(jī)理。 其次，TiO2 納米材料不僅被用作催化劑載體還可用作光催化劑，采用連續(xù)浸漬的方法制備了 CuO/CeO2-TiO2 催化劑，研究了其對(duì)光熱共催化的 NO+CO氧化還原反應(yīng)性能及相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。銅-鈰-鈦的協(xié)同作用導(dǎo)致了氧原子從氧化鈰到銅物種相對(duì)靈活的傳遞以及更高的氧空缺濃度，從而提高催化活性。 最后，分別采用浸漬法和共沉淀法制備不同氧化鋯含量的 ZrO2-TiO2 載體從而得到 Ru/ZrO2-TiO2 催化劑，考察兩種制備