有機(jī)物及金屬摻雜對(duì)二氧化鈦形貌及光催化性能的影響.pdf

1、二氧化鈦由于具有成本低、化學(xué)穩(wěn)定性好、比表面積大、光催化效率高和不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn),是一種很重要的光催化材料,在廢水處理、空氣凈化、抗菌殺菌、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí),二氧化鈦的不同形貌及晶型也同樣具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì),在不同的應(yīng)用領(lǐng)域都表現(xiàn)出獨(dú)特的性能。本文通過(guò)采用不同的模板及金屬離子摻雜制備二氧化鈦,討論模板及金屬離子對(duì)二氧化鈦形貌及晶型轉(zhuǎn)變溫度的影響。
　　 選用殼聚糖為模板,殼聚糖濃度的大小對(duì)微

2、球的形成起著控制作用,同時(shí)也能促進(jìn)向金紅石型轉(zhuǎn)化。研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖在反應(yīng)過(guò)程中起到螯合劑的作用,能促進(jìn)Ti-O鍵的結(jié)合,當(dāng)加入量增加到一定值時(shí),在螯合作用及自身高分子鏈的相互作用下,影響二氧化鈦的形貌。Ti-O鍵的結(jié)合力增強(qiáng)也使得晶型轉(zhuǎn)變溫度降低。當(dāng)殼聚糖加入量為1 g時(shí),產(chǎn)物形貌最規(guī)整,為球形顆粒,粒徑約為2.5μm,當(dāng)加入量1.5 g時(shí),在同樣溫度下煅燒已出現(xiàn)金紅石相。
　　 通過(guò)加入表面活性劑DBS,將水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行高溫煅

3、燒,制備了不同形貌的二氧化鈦。研究表明,DBS的加入能提高產(chǎn)物的結(jié)晶性。產(chǎn)物煅燒400℃后生成球形顆粒；溫度升高至500℃時(shí),大的毛細(xì)管力使得纖維狀或針狀形貌出現(xiàn)；當(dāng)溫度為600℃時(shí),纖維狀顆粒聚集在一起,彼此之間發(fā)生鍵結(jié),使得晶粒長(zhǎng)大,形成條狀結(jié)構(gòu)。光催化結(jié)果表明,煅燒溫度為500℃時(shí),光催化降解率最高。
　　 采用廉價(jià)的Ti(SO4)2、乙酸鈉為原料,通過(guò)控制不同的水熱反應(yīng)條件制備出了三種不同形貌的板鈦礦型二氧化鈦,分別為納

4、米管狀、纖維組裝成的紡錘狀和花瓣?duì)疃趸?XRD分析結(jié)果表明,晶型結(jié)構(gòu)是相對(duì)較純凈的板鈦礦型。研究發(fā)現(xiàn),生成產(chǎn)物的形貌強(qiáng)烈依賴于水熱溫度、溶液的pH值、反應(yīng)物濃度。反應(yīng)物濃度適中,溫度較低時(shí)形成板鈦礦納米管,溫度較高時(shí)形成花瓣?duì)?；反?yīng)物濃度較低,溫度較低時(shí)則生成紡錘形聚集體。CH3COO-中的羧基氧與Ti4+的配位也會(huì)對(duì)產(chǎn)物的形貌有著至關(guān)重要的影響,具體的影響機(jī)理尚在探討之中。制備的板鈦礦型二氧化鈦都具有較高光催化活性。