納米晶二氧化鈦的晶相、織構及光催化性能研究.pdf

1、半導體光催化是一門集光學、電化學、材料學、表面化學和催化化學于一體的綜合性學科，其特征是半導體材料通過有效吸收光能產生具有極強氧化能力和還原能力的光生空穴和電子，在催化劑表面發(fā)生直接或間接的氧化或還原反應。半導體光催化引起科學界普遍興趣的主要原因在于其對能源利用和環(huán)境凈化問題的潛在價值。 半導體光催化研究已開展30多年，取得了一些研究成果，但仍然存在許多必須解決的關鍵性問題。從基礎研究的角度來說，高效的半導體光催化劑仍需進一步探

2、索。就目前研究較多的TiO2系光催化劑而言，其較寬的禁帶寬度和較低的量子效率仍然是限制其發(fā)展的主要原因。同時對于光催化的真實反應歷程，仍然沒有統(tǒng)一的認識，這還需要借助現(xiàn)代物理技術的發(fā)展，通過原位技術進一步揭示光催化反應的本質；從實際應用角度來說，超細或納米型半導體催化劑難以分離，并且負載化后活性的下降及有效組份的流失等問題仍有待解決。此外，光催化反應器的合理設計也不可忽視，除涉及到傳統(tǒng)催化反應器的傳熱、傳質問題外，如何有效地利用入射光也

3、必須加以考慮。對于一些需要外場(如電場、微波場和磁場等)輔助的光催化反應，其反應器的設計更加復雜，需要綜合協(xié)調考慮各種因素。 針對目前半導體光催化領域存在的這些問題，我們從催化劑的結構和形貌入手，通過對制備方法和制備條件的優(yōu)化，制備不同系列的光催化劑，探究晶相、織構及表面性質對活性的影響本質，為進一步發(fā)展實用性光催化技術積累經(jīng)驗。本論文主要開展了以下幾方面工作：一、低溫鼓泡水解法制備葡萄狀多級結構TiO2小球及其光催化活性研究。