TiO2納米管制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對環(huán)境保護(hù)也越來越重視。傳統(tǒng)的有機(jī)廢水處理方法具有副產(chǎn)物較多，后處理復(fù)雜，易造成二次污染等弊端，其局限性日益顯著。TiO2納米材料光催化氧化技術(shù)是一種新型的廢水處理技術(shù)，具有處理效率高、工藝設(shè)備簡單、操作條件易控制、非選擇性地降解有機(jī)污染物、無二次污染等優(yōu)點而日益受到重視。
　　本文采用電化學(xué)陽極氧化法制備TiO2納米管，研究了不同電解質(zhì)體系中影響TiO2納米管生長的陽極氧化時間、電壓、pH值等條件。實驗表明，

2、TiO2納米管的管長隨電解質(zhì)溶液的pH值和陽極氧化時間的增加而增加，管徑隨陽極氧化電壓的升高而變大，有機(jī)體系中制備的TiO2納米管長徑比較水溶液體系更好。其中，水溶液體系中較佳的制備條件為pH=5，陽極氧化時間3h，陽極氧化電壓介于10~20V。而有機(jī)體系較佳的制備條件為pH=6，陽極氧化時間10h，陽極化電壓35~60V。
　　對TiO2納米管樣品進(jìn)行焙燒，XRD衍射實驗表明，TiO2納米管的晶型結(jié)構(gòu)與其焙燒溫度有很大關(guān)系，隨著

3、焙燒溫度的上升，TiO2納米管的晶型結(jié)構(gòu)由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變。在550℃下焙燒后的TiO2納米管具備較好的光催化活性。
　　利用有機(jī)體系中豐富的C源和TiO2納米管優(yōu)良的吸附性，采用直接焙燒有機(jī)體系中制備的TiO2納米管的方法進(jìn)行C的摻雜改性研究，EDS能譜分析表明成功的對TiO2納米管進(jìn)行了C摻雜；對亞甲基藍(lán)光催化降解實驗表明，摻雜C的TiO2納米管光催化活性比未摻雜的樣品有了明顯的提高。
　　以亞甲基藍(lán)為光催化實驗降

4、解對象，研究了影響亞甲基藍(lán)光催化降解的幾個因素：催化劑用量、光照時間、亞甲基藍(lán)溶液初始濃度、pH值及外加催化劑H2O2。合適的反應(yīng)條件是：催化劑面積1cm2、光照時間3h、亞甲基藍(lán)溶液初始濃度4×10-6mol/L；TiO2納米管的光催化活性在堿性環(huán)境中要高于其在酸性和中性環(huán)境；外加催化劑H2O2存在的條件下，TiO2納米管表現(xiàn)出更好的光催化活性。
　　反應(yīng)動力學(xué)分析表明未摻雜的TiO2納米管和摻雜C的TiO2納米管光催化降解亞甲