納米結構TiO-,2-的制備、組裝機理及光催化性能的研究.pdf

1、主要內容有:(1)利用溶膠凝膠與自組裝技術相結合,以鈦酸四丁酯、乙醇為原料,陰離子表面活性劑作為自組裝介質,制得了不同層數(shù)、不同含量、不同表面結構的核-殼型的納米結構TiO<,2>/γ-Al<,2>O<,3>復合材料,探討了不同的實驗條件對于組裝過程和結果的影響;(2)以十二烷基磺酸鈉作為自組裝介質,通過十二烷基磺酸鈉在γ-Al<,2>O<,3>上吸附等溫線的測定,結合Zeta電位、接觸角以及紅外圖譜數(shù)據(jù),探討了納米結構TiO<,2>/

2、γ-Al<,2>O<,3>的組裝機理.結論是:在指定的實驗條件下,γ-Al<,2>O<,3>表面帶正電荷,與帶負電荷的十二烷基磺酸鈉首先形成單分子層吸附,隨后有機鏈通過非極性基團吸附,形成半膠團結構,極性基團向外,表面荷一層負電荷.依靠靜電引力吸附配置好的溶膠中的荷正電的TiO<,2>粒子,從而將TiO<,2>納米粒子組裝到γ-Al<,2>O<,3>表面.組裝機理的探討對確定最佳的制備工藝條件,控制反應過程提供了重要的理論指導;(3)分

3、別以鈦酸四丁酯、四氯化鈦為原料,選用一定的溶劑配制成溶膠,十二烷基磺酸鈉作為自組裝介質.選擇不同的條件,如溫度、酸度、陳化時間等,在直徑為O.25mm左右的聚苯乙烯微球上組裝上了納米結構TiO<,2>,隨后通過控制升溫速率及煅燒溫度將聚苯乙烯核除去,獲得了不同含量、不同結構、不同形貌和晶型的納米結構TiO<,2>空心球;(4)對以上所制的樣品進行了XRD、SEM、IR、X射線能譜、國標法標定、TG-DTA分析等表征,研究結果表明:1、自

4、組裝介質可改變載體表面的微環(huán)境.在載體表面的吸附量及表面吸附狀態(tài)可通過控制其濃度來控制,控制不同的濃度載體表面可帶不同電荷.2、控制不同的酸度、溫度、反應時間、煅燒溫度可制備不同晶型、不同形貌的納米結構TiO<,2>及空心球.3、隨著組裝次數(shù)的增加,TiO<,2>的含量線性增加,致密性、均勻性增強;(5)利用納米結構TiO<,2>作為光催化劑,對苯酚溶液進行了降解實驗.研究表明不同的晶型、不同催化時間、不同的組裝次數(shù)對光催化效應有不同的