三種不同晶型二氧化鈦的合成與光活性及氟離子修飾對板鈦礦二氧化鈦光活性的影響.pdf

1、眾多研究表明，半導體TiO2光催化能使許多有機物發(fā)生降解或徹底分解。因此，該技術在環(huán)境污染控制領域?qū)⒕哂芯薮蟮慕?jīng)濟和社會效益。本論文研究內(nèi)容的選擇是基于以下事實：
　　 第一、在二氧化鈦光催化方面，國內(nèi)外學者研究最多的是銳鈦礦和金紅石型二氧化鈦，而純的板鈦礦型二氧化鈦因為難以制備所以對它的報道較少。一般認為銳鈦礦型二氧化鈦的光活性高于金紅石型，但也有文獻報道金紅石的光活性大于銳鈦礦。板鈦礦在某些環(huán)境中的光活性，相當于或強于銳鈦礦

2、型二氧化鈦，但也有相反的報道。造成這種文獻結(jié)論相互矛盾的原因，是影響二氧化鈦光活性因素的多樣性導致的。二氧化鈦的光活性除受到晶型的影響外，還受到二氧化鈦的純度、晶粒尺寸的大小，比表面積、表面羥基和溶液的pH值等因素的影響，且這些影響因素相互依存和干擾。以上這些原因，導致了文獻在評價不同晶型二氧化鈦光活性方面結(jié)論不完全一致，乃至相互矛盾。
　　 第二、從目前提高二氧化鈦光活性方面的研究結(jié)果來看，表面氟離子修飾最讓人激動。有文獻報道

3、，氟離子修飾能大幅度提高銳鈦礦型二氧化鈦的光催化活性，而對金紅石型二氧化鈦的光活性則沒有促進作用。氟離子修飾對板鈦礦型二氧化鈦光活性的影響，還沒有文獻報道。對該課題的研究，將會進一步豐富二氧化鈦光催化體系的理論。
　　 針對以上問題，我們做了以下工作：
　　 第一、（論文第二章）為盡可能避免除晶型外影響因素的干擾，本論文選用同一種方法（水熱合成法）批量制備了三種不同晶型TiO2，并以難生物降解的活性染料X3B為目標分子，

4、系統(tǒng)地比較了三種晶型TiO2的光催化活性。發(fā)現(xiàn)鈦源和水熱pH值都對TiO2的晶型都有重要的影響；三種晶型TiO2的相對光活性次序為：銳鈦礦（AT）>>金紅石（RT）>>板鈦礦（BT）型TiO2。研究結(jié)論說明，催化對紫外光的吸收能力以及對有機污染物的表面吸附能力，是產(chǎn)生上述三種晶型二氧化鈦光活性差異的原因之一。
　　 第二、（論文第三章）系統(tǒng)考察了氟離子表面修飾對在不同溫度焙燒的板鈦礦型二氧化鈦光活性的影響。發(fā)現(xiàn)在板鈦礦型TiO2