分等級(jí)海綿狀大孔-介孔二氧化鈦的水熱制備與光催化活性.pdf

1、為了解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，各種催化技術(shù)正在被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中。氧化物半導(dǎo)體光催化技術(shù)在降解有機(jī)污染物和氣體凈化等方面具有很好的應(yīng)用前景。二氧化鈦由于具有生物和化學(xué)惰性、強(qiáng)的氧化能力、較低的生產(chǎn)成本及抗光、化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作光催化反應(yīng)的催化劑。近年來，人們一直在努力探索各種方法和改性手段來提高TiO2光催化效率。然而，高活性納米TiO2光催化劑的制備、納米ZiO2光催化劑的固載以及TiO2光催化活性的提高等問題仍然

2、值得優(yōu)先考慮。本論文針對(duì)高活性二氧化鈦的合成制備及表面改性等方面進(jìn)行了有益的探索，其主要內(nèi)容如下： 通過模仿植物葉子表面的分等級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，制備出高活性的大孔/介孔二氧化鈦粉末，并提出了“仿生光催化”新概念，為制備高活性光催化材料提供了新的思路。以鈦酸丁酯(Ti(OC4H9)4)的水解產(chǎn)物為前驅(qū)物，通過水熱法，成功地制備了高活性大孔/介孔二氧化鈦粉末光催化劑。用XRD、SEM、TEM、HRTEM、氮?dú)饷摳?吸附等測(cè)試方法對(duì)樣品的物

3、理化學(xué)性能進(jìn)行表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同的水熱處理時(shí)間對(duì)粉末的微結(jié)構(gòu)和光催化活性有很大的影響。180℃條件下水熱處理得到的樣品，在大孔/介孔區(qū)域內(nèi)具有三峰孔徑分布。并且，隨著水熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，銳鈦礦的晶化程度增強(qiáng)，平均晶粒尺寸、孔尺寸和孔體積逐漸增大；然而，BET比表面積卻單調(diào)減小。在180℃、24 h水熱處理后的大孔/介孔二氧化鈦粉末表現(xiàn)出了最高的光催化活性，是Degussa P25光催化活性的三倍多。 通過浸漬法，制備了表面修