非硅基介孔二氧化鈦材料及其復(fù)合體系的研究.pdf

1、自從1992年Mobil公司的科學(xué)家們成功地制備出介孔MCM-4l材料以來(lái)，介孔材料的合成及應(yīng)用一直是人們研究和關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，其研究的重點(diǎn)已逐漸向過(guò)渡金屬氧化物轉(zhuǎn)移，這主要得益于過(guò)渡金屬氧化物本身具有的特殊物理化學(xué)性能，如光催化、半導(dǎo)體等。隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，利用半導(dǎo)體粉末作為光催化劑催化降解有機(jī)物的研究已成為熱點(diǎn)。作為光催化劑的主要原料，N型半導(dǎo)體TiO2活性高，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)人體無(wú)害，是理想的環(huán)保型光催化劑。 本論文

2、研究介孔TiO2材料的合成方法和工藝、結(jié)構(gòu)表征及光催化性能，并對(duì)骨架進(jìn)行摻雜改性，研究了Sn離子和稀土元素?fù)诫s對(duì)介孔TiO2的結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響。在文中以P123為模板劑，鈦酸丁酯為鈦的前驅(qū)體，乙酰丙酮為水解延緩劑，無(wú)水乙醇為溶劑，制備了介孔二氧化鈦粉體。通過(guò)考察焙燒溫度、表面活性劑和水解延緩劑用量等因素對(duì)合成二氧化鈦的結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響，確定介孔二氧化鈦合成的合適條件，在此基礎(chǔ)上將Sn、RE等元素?fù)诫s到介孔二氧化鈦體系中，制備

3、了介孔SnO2/TiO2、RE/TiO2復(fù)合氧化物。通過(guò)傅立葉變換紅外吸收光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、熱重-差熱分析(TG-DSC)、比表面積和孔徑分布測(cè)試(BET)、高分辨率透射電鏡分析(HRTEM)等表征方法對(duì)其結(jié)構(gòu)表面形貌和形成機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，合成介孔二氧化鈦的焙燒溫度范圍較窄，以400℃為宜，焙燒溫度高于400℃將導(dǎo)致介孔結(jié)構(gòu)造到不同程度的破壞；表面活性劑和水解延緩劑用量過(guò)高或過(guò)低對(duì)介孔結(jié)構(gòu)形成都不利，較

4、適合的摩爾比例為Ti：P123：AcAc=1：0.035：0.5。 我們選用甲基橙作為目標(biāo)降解物，對(duì)介孔TiO2、SnO2/TiO2復(fù)合介孔和RE/TiO2復(fù)合介孔等樣品的光催化活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，溶液的pH值、溶液的初始濃度、光照時(shí)間及TiO2光催化劑的用量都對(duì)光降解效率產(chǎn)生影響，發(fā)現(xiàn)具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO2光催化活性比非介孔TiO2的強(qiáng)，；摻雜Sn或RE后的介孔，光催化活性進(jìn)一步提高，并分析了其光催化活性產(chǎn)生變化的原因。