高嶺石基納米TiO-,2-復(fù)合光催化材料研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文高嶺石基納米TiO復(fù)合光催化材料研究姓名：雷紹民申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程指導(dǎo)教師：龔文琪20060501武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文次順序?yàn)椋核夥磻?yīng)溫度焙燒溫度水解反應(yīng)時(shí)間干燥溫度。3焙燒溫度450“C是高嶺石基材表面銳鈦礦二氧化鈦晶相最穩(wěn)定的生成溫度。600℃時(shí)高嶺石表面生成光催化活性最強(qiáng)的銳鈦礦和金紅石混合相，晶相比例約為6：4時(shí)兩種晶型同時(shí)處于穩(wěn)定態(tài)、光催化活性最高。焙燒溫度上升引起金紅石相增多而

2、光催化活性降低。銳鈦礦晶相穩(wěn)定、金紅石晶相不穩(wěn)定時(shí)，樣品的光催化活性低于兩種晶相同時(shí)穩(wěn)定的樣品，高于兩種晶相同時(shí)不穩(wěn)定樣品。光催化活性最強(qiáng)的銳鈦礦和金紅石混合相比例服從“黃金分割”規(guī)則。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)研究礦物負(fù)載納米Ti02光催化材料具有重要的指導(dǎo)意義。4首次采用TEM、AFM技術(shù)研究樣品表面粗糙度、基材表面前D2晶體的面分布及砸02晶體膜厚、砸02晶體三維立體形貌、Ti02晶體與基材界面結(jié)合情形、顆粒粒徑、晶體連生體等材料表面與界面的微觀

3、結(jié)構(gòu)。TEM、AFM分析技術(shù)對(duì)探討礦物表面修飾納米面D2晶體膜的微觀機(jī)制，指導(dǎo)制備高活性的納米光催化材料具有重要意義。5首次采用FFIR技術(shù)同時(shí)對(duì)煤系高嶺土、煅燒煤系高嶺土、煅燒煤系高嶺土／面02光催化材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明：TiO與高嶺石結(jié)構(gòu)中siO鍵合并在高嶺石表面形成SiOTi結(jié)合的啊02晶體膜修飾表面。制各高白度礦物材料一個(gè)重要任務(wù)就是研究脫除有機(jī)物致色基團(tuán)(c=C)，(＆N)、(CH3、CH2)的有效機(jī)制和手段。二、過(guò)渡金屬摻

4、雜高嶺石基納米Ti02晶體膜的合成、表征及評(píng)價(jià)1紫外光下擴(kuò)展到太陽(yáng)光的應(yīng)用研究取得了突破性進(jìn)展。紫外光和太陽(yáng)光下?lián)诫s10％Fd、15％sn4時(shí)對(duì)偶氮染料廢水降解6h后降解脫色率分別為976％、972％和598％、621％。構(gòu)建了一種工藝更簡(jiǎn)單并易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的直接熱合摻雜金屬氧化物的合成工藝。摻雜05％Fez03Ti02分別在紫外光、太陽(yáng)光下反應(yīng)6h對(duì)偶氮染料廢水的脫色率分別為988％和625％；2首次采用XRD、PTIR、Ralila

5、n、XPS技術(shù)對(duì)高嶺石基摻雜過(guò)渡金屬離子納米面02光催化材料的晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)元素組成及化學(xué)狀態(tài)、納米Ti0晶體膜的覆蓋面積進(jìn)行綜合表征分析通過(guò)化合摻雜過(guò)渡金屬離子的高嶺石表面，納米Ⅲ02晶體以銳鈦礦型和金紅石型混合晶相存在，以銳鈦型噩02晶相為主。面O與高嶺石結(jié)構(gòu)中SiO鍵合并在高嶺石表面形成SiO瓢鍵合的摻雜金屬納米砸02晶體表面修飾膜。高嶺石表面主要由面和O組成，相對(duì)原子比分別為98191％和65547％，占表面原子比