二氧化鈦及鈦酸鹽雜化納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合成.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)的二氧化鈦和鈦酸鹽是重要的功能無機(jī)材料，它們?cè)诠?電化學(xué)催化和離子交換領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。目前，有關(guān)二氧化鈦和鈦酸鹽納米結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)重要方向是利用金屬、半導(dǎo)體、磁性材料等來對(duì)二氧化鈦和鈦酸鹽納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，從而形成納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，以提高它們的性能。本論文研究了管束狀鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的合成、銀/二氧化鈦納米帶的合成以及四氧化三鐵/鈦酸鈉納米片的合成，也對(duì)它們的電化學(xué)催化、光催化和離子交換性質(zhì)進(jìn)行了表征。

2、　　 （1）鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的合成及電化學(xué)催化氧化甲醇性能：在Au或Pd溶膠存在時(shí)通過TiO2粉末和NaOH反應(yīng)合成了管束狀鈦酸鹽/金和鈦酸鹽/鈀復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。由于鈦酸鹽納米管獨(dú)特的卷曲生長(zhǎng)機(jī)理，Au或Pd粒子被納米管束包裹住。與廣泛用作金屬粒子載體的碳納米管和活性炭相比，鈦酸鹽納米管束能牢固固定金屬粒子，防止金屬粒子從載體上脫落。制備的鈦酸鹽/金屬納米結(jié)構(gòu)有多孔性和大的表面積。鈦酸鹽/鈀異質(zhì)結(jié)構(gòu)甲醇的電化學(xué)氧化實(shí)驗(yàn)

3、中表現(xiàn)出高的電催化活性和優(yōu)良的穩(wěn)定性，它們將是直接甲醇燃料電池理想的催化劑。
　　 （2）銀/二氧化鈦納米帶的合成及光催化性質(zhì)：通過Ag和TiO2粉末在NaOH中的一鍋煮水熱反應(yīng)以及經(jīng)過酸化、煅燒等后處理，合成出了均勻的Ag@TiO2納米帶。納米帶的內(nèi)部富含小孔并且Ag粒子均勻的分布在納米帶的表面上。Ag@TiO2納米帶的平均寬度大概是50納米，長(zhǎng)度能夠達(dá)到幾十微米。結(jié)合了Ag粒子的TiO2納米帶不僅增加了TiO2的光吸收效率，

4、而且有利于光生電荷的分離。因此，與單獨(dú)的TiO2納米帶相比，Ag@TiO2納米帶能夠在較短的時(shí)間內(nèi)促使亞甲基藍(lán)完全光降解。
　　 （3）四氧化三鐵/鈦酸鈉納米片的合成與離子交換性能：通過Fe和TiO2粉末在NaOH中的聯(lián)合反應(yīng)制備出了表面外延生長(zhǎng)著Fe3O4的Na2Ti3O7納米片。合成的Fe3O4@Na2Ti3O7納米片產(chǎn)量極高（～95％）。用熒光素及其衍生物作為離子交換探針研究了Fe3O4@Na2Ti3O7納米片的離子交換能