綠色化學(xué)中TiO-,2-功能材料的合成及應(yīng)用性能研究.pdf

1、TiO2半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種綠色化學(xué)中環(huán)境污染物的治理方法已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。它可以把很多有機(jī)物降解成CO2、H2O和小分子。本論文進(jìn)行納米TiO2光催化劑、金屬離子摻雜TiO2光催化劑、TiO2基介孔材料、TiO2基抗菌膜的制備方法及性能研究，并應(yīng)用組合化學(xué)技術(shù)對制備的TiO2光催化劑進(jìn)行了高通量篩選。 第一，用溶膠-凝膠法制備納米TiO2光催化劑，得到的TiO2光催化劑粒徑在40-60nm，外觀呈球形，顆粒沒有團(tuán)聚現(xiàn)象

2、。以羅丹明B溶液為模擬廢水，進(jìn)行光催化降解實驗，表明納米TiO2有良好的光催化劑活性。 第二，為了拓寬TiO2光催化劑的光譜利用范圍，提高可見光催化活性，制備了14種金屬離子摻雜TiO2光催化劑，通過研究摻雜離子的半徑、電子構(gòu)型、相應(yīng)氧化物生成焓等對TiO2光催化性能的影響，篩選出Fe3+、V5+、W6+、Cr3+和Ag+等摻雜的TiO2在可見光下具有較好的催化活性。 第三，為了解決介孔TiO2高溫煅燒容易破壞其介孔結(jié)構(gòu)

3、的問題，重點對介孔TiO2的合成方法進(jìn)行研究。本工作的SG-HT-EISA法、納米晶自組裝技術(shù)和導(dǎo)向劑法制備介孔TiO2，是對傳統(tǒng)制備方法的改進(jìn)。用上述新方法合成了介孔TiO2、鐵系金屬摻雜介孔TiO2、硅摻雜介孔TiO2。它們均具有較好的孔道結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，多數(shù)呈銳鈦礦相，這對于催化反應(yīng)是非常有利的。Rhodamine B降解實驗表明：具有代表性的meso-TiO2、 TiO2-SBA-15和TiO2-MCM-41幾種介孔材料的

4、催化活性均高于傳統(tǒng)sol-gel法合成的TiO2光催化活性。 第四，首次采用液相沉積法（LPD）制備了透明的Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2抗菌膜。結(jié)構(gòu)分析表明銀納米粒子呈微球狀均勻分散在TiO2或TiO2-SiO2基質(zhì)中。以E. coli和S. aureus為受試菌株，Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2膜表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。抗菌機(jī)理可能是由于Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2膜能夠緩慢釋放Ag+離子所致。