TiO2中空微球的制備及其性能研究.pdf

1、作為環(huán)保領(lǐng)域倍受青睞的光催化劑，TiO2具有光催化活性好、本身穩(wěn)定性高、價格低廉及對人體無毒害等優(yōu)點，然而，太陽能利用率低和難以回收再利用一直是制約TiO2材料應(yīng)用范圍的兩大缺陷。所以，近年來合成出了一些具有較小密度、較大比表面積以及獨特的光學和表面特性的TiO2中空材料。中空材料獨特的內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)不僅可以提高材料的性能，而且還可以拓展材料的應(yīng)用范圍。
　　目前，TiO2中空微球的制備方法主要以硬模板法為主，鮮見水熱法的相關(guān)報道。

2、具體研究方法和內(nèi)容如下：
　?。?）以TiCl3為前驅(qū)體，加入H2O2和KBF4，采用一步水熱法合成出了TiO2中空微球，并通過XRD、EDS和SEM對其結(jié)構(gòu)、成分和形貌進行了表征，以羅丹明B為模擬降解物考察了產(chǎn)物的光催化降解性能。結(jié)果表明：產(chǎn)物結(jié)晶度良好，為純銳鈦礦型TiO2中空微球，粒徑分布在1-8μm；當反應(yīng)溫度為200℃、應(yīng)時間為14h時，制得的TiO2對羅丹明B有明顯較好的催化降解效果，在紫外光照射下，加入1g/L的Ti

3、O2中空微球，處理初始質(zhì)量濃度為20mg/L的羅丹明B溶液在降解時間為120min時，降解率達90.3％。
　?。?）以TiCl4為前驅(qū)體，H2O2和KBF4為輔料，采用水熱法制備了TiO2中空微球，并進行了SEM和XRD的表征，以羅丹明B為模擬降解物研究了TiO2中空微球的光催化活性。結(jié)果表明，制得的TiO2中空微球呈銳鈦礦型，顆粒分散均勻，外徑約為3μm；在反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時間10h、KBF4用量4mmol和H2O2用量

4、0.2mL的條件下制得的TiO2對羅丹明B有明顯較好的催化降解效果，在紫外光照射下，加入1g/L的TiO2中空微球，處理初始質(zhì)量濃度為20mg/L、溶液pH為7的羅丹明B溶液，降解時間為120min時，降解率可達93.38%；經(jīng)測試，降解后回收的TiO2中空微球仍有較高的光催化活性，連續(xù)使用5次，羅丹明B的降解率仍在93%以上。且實驗結(jié)果顯示，以TiCl3和TiCl4為前驅(qū)體制備TiO2中空微球的最佳反應(yīng)條件略有差異，而且，以TiCl4

5、為前驅(qū)體制備的TiO2光催化活性更好，比以TiCl3為前驅(qū)體制備的TiO2提高了3%。
　　（3）在以TiCl4為前驅(qū)體制備的TiO2基礎(chǔ)上，采用Ag2CO3法制備了載銀TiO2中空微球，經(jīng)XRD、EDS及SEM分析表明Ag顆粒成功負載在了TiO2中空微球表面。用不同載銀量TiO2中空微球?qū)α_丹明B進行光催化降解，結(jié)果顯示：載銀量為4%時，催化效果最好，降解120min后，降解率高達96.8%；對載銀TiO2中空微球抗菌性能的分析