TiO-,2-納米針和載銀TiO-,2-的制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO<,2>光催化材料以其強(qiáng)氧化性、光誘導(dǎo)超親水性、無(wú)毒性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性在環(huán)境凈化方面表現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景。然而，由于TiO<,2>的光生載流子的復(fù)合速度快，量子產(chǎn)量低，禁帶寬度較大，光譜響應(yīng)范圍窄，不利于太陽(yáng)光中可見(jiàn)光部分的有效利用，這些都嚴(yán)重限制了TiO<,2>光催化材料的推廣應(yīng)用。因此，為了提高光催化材料的活性，本文開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作。 以雙氧水膠溶TiCl<,4>的水解產(chǎn)物得到的過(guò)氧鈦酸溶液為前驅(qū)物，用水熱法在

2、100℃左右制備了銳鈦礦TiO<,2>納米針?biāo)苣z。對(duì)溶膠40℃下干燥后的粉末進(jìn)行分析表明：生成的溶膠顆粒為銳鈦礦納米針狀，直徑10nm左右，長(zhǎng)度50nm左右，隨著水熱溫度升高和水熱時(shí)間延長(zhǎng)，晶粒略有長(zhǎng)大，結(jié)晶度趨于完善，光催化活性增強(qiáng)，在105℃下水熱處理12h或者95℃處理24h所得的TiO<,2>樣品，其光催化活性超過(guò)P25粉。加入表面活性劑CTAB有助于TiO<,2>溶膠納米針的結(jié)晶和沿c軸方向的擇優(yōu)生長(zhǎng)，并有利于膠粒在水溶液中

3、的均勻分散。通過(guò)TiO<,2>溶膠直接降解甲基橙溶液的實(shí)驗(yàn)可知，制得的溶膠在太陽(yáng)光下具有良好的光催化性能。另外，本文還解釋了納米針溶膠在水熱環(huán)境下的生長(zhǎng)機(jī)理。 通過(guò)水熱法在125℃下制備出了銳鈦礦納米TiO<,2>粉體，利用光還原法在TiO<,2>粉體表面負(fù)載銀。銀的負(fù)載提高了TiO<,2>對(duì)甲基橙在紫外光和可見(jiàn)光下的氧化脫色能力，最佳載銀量為2％(atomic％)，過(guò)高的負(fù)載量反而會(huì)降低TiO<,2>光催化降解甲基橙的活性。最