納米二氧化鈦的水熱制備及光催化研究.pdf

1、本文采用水熱法合成了銳鈦礦相、金紅石相及銳鈦礦相與金紅石相的混晶結(jié)構(gòu)納米二氧化鈦,考察了不同水熱條件對制備銳鈦礦相納米二氧化鈦的影響,并就其反應機理進行了初步探討.同時研究了產(chǎn)物對甲基橙溶液的光催化性能,考察了不同條件對光催化性能的影響,并對甲基橙溶液光催化反應動力學進行了初步研究.在水熱合成實驗中,研究發(fā)現(xiàn)以Ti(SO<,4>)<,2>為原料,以Na<,2>CO<,3>溶液為沉淀劑,可得到單一銳鈦礦相納米TiO<,2>,而以TiCl<

2、,4>為原料,則既可得到單一金紅石相,也可得到混晶相納米TiO<,2>,所得TiO<,2>晶粒粒徑細小,結(jié)晶完整.優(yōu)化反應條件可實現(xiàn)對粉體性質(zhì)的控制,因此考察了不同反應條件對制備銳鈦礦相納米TiO<,2>的影響,發(fā)現(xiàn)水熱反應溫度升高和水熱反應時間延長均有利于所得產(chǎn)物晶粒結(jié)晶完整,但其粒徑增大;并且隨前驅(qū)體中反應物濃度增大,晶粒粒徑減小.對水熱反應成核機理進行了初步研究,認為水熱反應是以水解作為基礎(chǔ),水熱條件下晶粒的形成遵循"溶解-結(jié)晶機

3、制".進行了納米粉體晶相控制研究,認為在水熱條件下不同晶相組成與二氧化鈦晶體結(jié)構(gòu)及其環(huán)境相有關(guān),在不同的環(huán)境相下,形成有利于生長為不同晶相的晶核,SO<,4><'2->有利于形成共頂結(jié)構(gòu)的銳鈦礦相;而Cl<'->有利于結(jié)晶度相對較強的金紅石相.考察了所得產(chǎn)物對甲基橙溶液的光催化性能.通過對不同晶相產(chǎn)物光降解甲基橙溶液的試驗比較,發(fā)現(xiàn)混晶相納米TiO<,2>的光催化性能最好,其次是銳鈦礦相,金紅石相的光催化性能最差.考察了不同光催化反應條