TiO2新型復合催化劑的制備及性能研究.pdf

1、納米半導體材料具有優(yōu)異的物理化學和光學性能，在許多領域都有非常重要的潛在應用價值。近年來，利用半導體光催化劑獨特的電子結構，在光照下降解水和空氣中的污染物已經(jīng)成為一個研究熱點，有望解決日益嚴重的水污染和空氣污染問題。其中，具有納米結構的二氧化鈦(TiO2)因其不溶于水，無毒，氧化能力強，化學穩(wěn)定性好，催化活性高，便宜且容易獲得吸引了廣泛的關注。
　　本文分別利用水熱法和溶劑熱法制備了TiO2/MWCNTs和TiO2/Graphen

2、e復合催化劑，實現(xiàn)了二氧化鈦納米粒子在多壁碳納米管和石墨烯上均勻而緊密的負載。通過具有優(yōu)異物理性能和光電性能的多壁碳納米管和石墨烯的引入，實現(xiàn)了對納米二氧化鈦的復合改性，大幅提高了二氧化鈦的光催化性能。本文主要工作及研究成果如下：
　　1）利用水熱法在180℃的反應溫度下成功的制備了TiO2/MWCNTs復合催化劑，實現(xiàn)了二氧化鈦納米粒子在多壁碳納米管上均勻而緊密的負載。通過一系列技術表征發(fā)現(xiàn)，TiO2/MWCNTs復合催化劑中的

3、二氧化鈦主要是銳鈦礦相，同時還有少量的無定型鈦，晶粒大小均勻，直徑約為8 nm。二氧化鈦納米粒子通過Ti-O-C化學鍵與碳納米管相互作用，強烈的相互作用使得二氧化鈦的光響應范圍紅移了將近100 nm。與純二氧化鈦相比，在模擬太陽光照射下，TiO2/MWCNTs復合光催化劑降解羅丹明B的速率提升了8.7倍。
　　2）分別在150℃和160℃的反應溫度下利用水熱法制備了TiO2/MWCNTs復合催化劑，探索水熱溫度對二氧化鈦納米粒子形

4、貌、粒徑大小以及晶型的影響，同時還研究了水熱溫度對 TiO2/MWCNTs復合催化劑光催化性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，150℃時只能得到無定型鈦，不能得到納米晶粒；180℃下得到的二氧化鈦晶粒尺寸最大，晶體結構發(fā)展的也最完善。同時我們還研究了熱處理對二氧化鈦晶體結構和TiO2/MWCNTs催化性能的影響。在400℃和500℃下分別退火一小時后，二氧化鈦的晶體結構得到進一步完善，光催化性能也得到進一步提高。
　　3）分別在150℃、1