納米混晶TiO-,2-介孔材料的制備結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、介孔TiO2因其具有高比表面積，發(fā)達(dá)有序的孔道結(jié)構(gòu)，孔徑尺寸在一定范圍內(nèi)可調(diào)，表面易于改性等特點(diǎn)，可以有效地增強(qiáng)納米TiO2光催化、光電轉(zhuǎn)換等功能，使其在水處理、空氣凈化、太陽(yáng)能電池、納米材料微反應(yīng)器、生物材料等方面表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景而備受矚目。然而，TiO2是寬禁帶材料，通常需要用紫外光源(λ≤388nm)來激發(fā)，而太陽(yáng)光譜中紫外光部分僅占5％，這就導(dǎo)致太陽(yáng)能利用效率低，在很大程度上限制了它的實(shí)際應(yīng)用。為了提高二氧化鈦的光譜響應(yīng)和對(duì)

2、太陽(yáng)光的利用率，人們做了大量的工作對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性，提出了染料敏化、貴金屬摻雜以及利用溶膠—凝膠技術(shù)進(jìn)行半導(dǎo)體—半導(dǎo)體復(fù)合等方法，但上述方法存在光化學(xué)穩(wěn)定性差、原料成本高、操作工藝繁瑣等弊端。為了彌補(bǔ)上述方法的不足，本文做了如下工作：
　　 第一部分，利用銳鈦礦相和金紅石相復(fù)合后的混晶效應(yīng)，通過制備具有兩種結(jié)構(gòu)的混晶粉體的方法，對(duì)二氧化鈦進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性。本文采用獨(dú)特的兩步合成法，制備出高催化活性的二氧化鈦粉體，表征結(jié)果顯示產(chǎn)品具

3、有混晶結(jié)構(gòu)，顆粒呈球形，大小均勻，分散性好，且光吸收性能和光催化活性均明顯高于純相產(chǎn)品，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品特殊結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理以及光催化過程中pH值、染料濃度和不同光源等影響因素進(jìn)行了詳細(xì)討論。
　　 第二部分，利用表面活性劑大分子鏈的空間位阻效應(yīng)，高分子網(wǎng)絡(luò)的阻隔作用，通過制備具有介孔結(jié)構(gòu)粉體的方法，對(duì)二氧化鈦進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性。本文采用多種單一、兩兩復(fù)合的表面活性劑做為模板和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備出了具有高吸附性和催化活性的介孔二氧化鈦粉體。表征

4、結(jié)果顯示，該產(chǎn)品具有介孔結(jié)構(gòu)，其N2吸附—脫附等溫線為典型的介孔結(jié)構(gòu)吸附—脫附等溫線LangmuirⅣ型，樣品粒度均勻，孔徑分布較窄。采用復(fù)合表面活性劑制得的介孔材料的吸附與光催化降解性能均好于單一表面活性劑制備的介孔氧化鈦材料和無(wú)介孔結(jié)構(gòu)存在的二氧化鈦材料。同時(shí)考慮了在反應(yīng)過程中表面活性劑的類型和配比的選擇比例，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，焙燒溫度等因素對(duì)介孔結(jié)構(gòu)形成的影響進(jìn)行了詳細(xì)討論。
　　 第三部分，納米混晶TiO2介孔材料的實(shí)