高活性二氧化鈦光催化材料的制備與表征.pdf

1、為解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，近年來已經(jīng)投入了很多力量，各種半導(dǎo)體光催化技術(shù)正在應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域中。在各種各樣的氧化物半導(dǎo)體光催化劑之中，由于TiO<,2>具有很強(qiáng)的氧化能力、無毒、光穩(wěn)定性好以及經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。但是它具有較大的禁帶寬度，通常需要使用紫外光才能提高其催化活性，從而使其推廣應(yīng)用受到限制。關(guān)于制備高活性TiO<,2>光催化劑、TiO<,2>粉體的固定和光催化性能的提高等基礎(chǔ)研究備受關(guān)注。 本論文中，

2、我們合成了一系列高活性。TiO<,2>光催化劑，具體在以下幾個方面取得了一定的成果： 以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，通過水熱方法制備了納米二氧化鈦光催化劑。研究了起始懸浮液的pH值對TiO<,2>的形貌、微結(jié)構(gòu)、晶型的影響。以丙酮作為污染物模型，來測定樣品的光催化活性。光催化試驗表明，pH值對樣品的微結(jié)構(gòu)和光催化性能有很大影響。在pH值為3、6和9的條件下制備的樣品的光催化活性超過了Dugssa P-25。這是由于所制備的樣品具有更小的晶

3、粒尺寸和更大的比表面積引起的。 以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，用蒸汽熱方法制備了納米銳鈦礦相TiO<,2>粉末光催化劑。研究了反應(yīng)溫度對樣品的微結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、結(jié)晶度的影響。所制備的產(chǎn)品用XRD，N<,2>吸附-脫附，TEM，F(xiàn)T-IR和拉曼光譜進(jìn)行了表征。實驗結(jié)果表明反應(yīng)溫度對所制備樣品的微結(jié)構(gòu)和光催化活性有很大的影響。隨著反應(yīng)溫度的增加，TiO<,2>顆粒的平均晶粒尺寸增大，而產(chǎn)物的比表面積卻減少。然而光催化活性逐漸增加。這可能是由于

4、銳鈦礦相結(jié)晶度的提高引起的。 以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，采用沒有模板劑和添加劑的方法制備了分等級大孔/介孔結(jié)構(gòu)的二氧化鈦光催化劑。然后將所制備的樣品在300-800℃下鍛燒。實驗結(jié)果表明分等級結(jié)構(gòu)的大孔/介孔二氧化鈦可以在無模板劑和添加劑的情況下，通過自組裝自發(fā)形成。鍛燒溫度對所制備樣品的孔結(jié)構(gòu)和光催化活性有很大的影響。在300℃下鍛燒的樣品具有最高的光催化活性。400℃和500℃下鍛燒后活性稍稍降低。當(dāng)鍛燒溫度高于500℃時，由于分