納米結(jié)構(gòu)光催化劑的設(shè)計(jì)合成與性質(zhì)研究.pdf

1、以半導(dǎo)體材料做為催化劑的太陽(yáng)能光電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用以其無(wú)二次污染、能耗低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)成為目前解決環(huán)境問(wèn)題的重要途徑之一。由于目前廣泛使用的二氧化鈦光催化劑在可見(jiàn)光吸收、光催化效率等方面受到限制，因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有高光催化活性新結(jié)構(gòu)、新材料具有重要的科學(xué)意義。本論文圍繞納米結(jié)構(gòu)光催化劑的設(shè)計(jì)合成與性質(zhì)研究展開(kāi)工作。發(fā)展了貴金屬?gòu)?fù)合二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)的控制合成和組裝技術(shù)，構(gòu)建了具有多孔、大比表面的二氧化鈦介孔球，探討了介孔結(jié)構(gòu)及貴

2、金屬?gòu)?fù)合二氧化鈦對(duì)提高可見(jiàn)光光催化效率的作用;將材料的選擇性吸附和光催化相結(jié)合，利用復(fù)合結(jié)構(gòu)中碳組分對(duì)目標(biāo)分子的選擇性吸附作用，設(shè)計(jì)制備了一種選擇性光催化劑，使其能夠應(yīng)用于降解分離高濃度混合型污水。此外在新型光催化劑方面，研究了釩酸鉍的控制合成及其光催化性能測(cè)試。主要的研究工作及結(jié)果如下:
　　 1、利用非水溶劑熱法合成了單分散的TiO2和Au納米顆粒，通過(guò)微乳體系使單分散的TiO2和Au納米晶組裝成膠體球，通過(guò)煅燒形成具有特殊

3、結(jié)構(gòu)的Au/TiO2介孔納米復(fù)合微球，實(shí)現(xiàn)了Au納米粒子在TiO2基底中的高分散負(fù)載。該介孔球的比表面積可以達(dá)到270m2·g-1以上并且具有高度開(kāi)放的介孔，因此可以濃縮溶液中在其表面附近的有機(jī)物分子，從而提高其光催化活性。同時(shí)，納米Au顆粒具有很強(qiáng)的表面等離子體共振(SPR)吸收，使Au/TiO2介孔球能夠在可見(jiàn)光區(qū)有很強(qiáng)的光響應(yīng)，顯著的提高了Au/TiO2納米復(fù)合微球的可見(jiàn)光光催化性能。
　　 2、利用隔絕氧氣煅燒使納米顆粒

4、表面有機(jī)基團(tuán)碳化，合成一系列具有高吸附量的Au/C/TiO2復(fù)合介孔球。由于材料本身的負(fù)電性，對(duì)正電性分子有很強(qiáng)的吸附能力，展現(xiàn)了良好的選擇性吸附能力。由于吸附可以起到濃縮反應(yīng)物的作用，從而提高光催化反應(yīng)的效率，所以Au/C/TiO2介孔球材料可以使選擇性吸附和光催化很好的結(jié)合起來(lái)利用其協(xié)同作用，達(dá)到循環(huán)處理大量高濃度廢水的目的，為實(shí)現(xiàn)選擇性光催化降解和分離污水提供可行性依據(jù)。
　　 3、發(fā)展了旋轉(zhuǎn)液膜法和水熱反應(yīng)相結(jié)合的方法制