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文檔簡介
1、自從1972年日本的Fujishima和Honda在NATURE雜志上發(fā)表了題為“ElectrochemicalPhotolysisofWaterataSemiconductorElectrode”的論文,TiO2就成了國內(nèi)外的研究熱點。已有研究大多圍繞高活性納米TiO2粉體的制備、多相光催化機理、提高TiO2的光催化效率等方面上,而對溶膠-凝膠法制備TiO2溶膠化學(xué)機理和通過工藝調(diào)控TiO2溶膠結(jié)構(gòu)性能的研究很少。本文基于以上現(xiàn)狀,開
2、展了銳鈦礦TiO2溶膠的低溫制備及工藝改進的研究。 實驗以鈦酸丁酯為先驅(qū)體,乙醇為溶劑,鹽酸為催化劑,以溶膠-凝膠法制備TiO2溶膠。設(shè)計出水過量(鈦酸丁酯與水摩爾比1∶100-200)的新體系,以配方和工藝控制,使鈦酸丁酯充分水解,在低溫下(20-80℃)制備出含有銳鈦礦晶體、具備光催化活性、長期穩(wěn)定的TiO2溶膠,避免了常見研究中制備或后續(xù)中的高溫?zé)崽幚怼?本文詳細研究了鈦酸丁酯的水解聚合的過程與晶化過程,以及多水體
3、系中制備條件與TiO2溶膠物理性能及光催化性能的關(guān)系。 鈦酸丁酯的水解聚合的過程與晶化過程:在多水體系中,鈦酸丁酯完全水解,得到含鈦無機溶膠粒子。這些溶膠粒子先較為松散地聚集在一起,并逐漸生長、一體化,形狀規(guī)則化、結(jié)構(gòu)趨于完善致密,最終形成四方晶系銳鈦礦型晶體。 制備條件與TiO2溶膠物性及性能的關(guān)系:1、在溶膠固含量一定的前提下,H2O/Ti(BuO)4(摩爾比)大于64時,溶膠中銳鈦礦較為完善,光催化效果較好;隨水量
4、的增加銳鈦礦晶型更加完善,光催化效果更好。 2、在多水體系中(H2O/Ti(BuO)4(摩爾比)>100),強酸性條件下(pH<1)較易獲得金紅石和銳鈦礦的混合晶型,并含有極少的板鈦礦:在弱酸性條件下(1<pH<4),主晶相為銳鈦礦;在中性介質(zhì)中(5<pH<7),得到銳鈦礦和板鈦礦的混合晶型。在強堿性介質(zhì)中,獲得無定型結(jié)構(gòu)二氧化鈦。在強酸性環(huán)境中制備出的混晶溶膠樣品具有很好的光催化性能。 3、多水體系制得的溶膠隨陳化溫度
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