碳系列載體-TiO2復(fù)合光催化劑的合成及性能研究.pdf

1、采用乳液輔助水熱法，以鈦酸四正丁酯為原料，乙酰丙酮為水解抑制劑、十二烷基苯磺酸為表面活性劑，制備高孔隙率的多孔銳鈦礦型TiO2微球。通過對各時間段樣品的SEM及XRD分析，考察了TiO2微球的形成機理。乳液中分散的鈦酸四正丁酯球形液滴經(jīng)凝膠化及晶化過程轉(zhuǎn)化為介孔結(jié)構(gòu)的TiO2微球。水熱條件下微球的結(jié)晶化是其顯示高光催化活性的主要因素，合適的水熱反應(yīng)時間是進一步提高樣品光催化活性的重要條件。反應(yīng)溫度150℃、時間為5 h時，獲得的TiO2

2、微球樣品其比表面積與氣孔體積分別達到145 m2/g及0.29 cm3/g，顯示了較高的光催化活性。
　　采用水熱法，以鈦酸四正丁酯及氧化石墨烯（GO）為原料，在水性體系中合成了一系列具有不同GO質(zhì)量分數(shù)的TiO2/GO復(fù)合光催化劑。FE-SEM分析結(jié)果表明，分散的鈦酸四正丁酯以多分子層的形式吸附到氧化石墨烯的表面，最后在水熱過程中轉(zhuǎn)化為銳鈦型TiO2粒子。當氧化石墨烯的質(zhì)量分數(shù)低于3％時，產(chǎn)物中含有球形的純Ti O2微球及TiO

3、2/GO復(fù)合物。當氧化石墨烯質(zhì)量分數(shù)大于5％時，產(chǎn)物為單純的TiO2/GO復(fù)合物。電化學性能測試結(jié)果表明：GO復(fù)合后，TiO2電極中載流子的傳輸效率提高。氧化石墨烯復(fù)合量為10％時，復(fù)合光催化劑顯示了對亞甲基藍最佳的光催化活性。當復(fù)合的氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為石墨烯后，其光催化活性可得到進一步大幅度的提高。
　　在水-醇體系中，以鈦酸四正丁酯及氧化石墨烯為初始原料，通過水熱過程合成了一系列不同質(zhì)量分數(shù)的石墨烯/TiO2復(fù)合光催化劑，該系列

4、光催化劑對亞甲基藍的吸附符合Freundlich等溫吸附方程。當石墨烯的復(fù)合量為15％時，復(fù)合光催化劑顯示了較佳的光催化活性。電化學分析結(jié)果表明，石墨烯的復(fù)合抑制了TiO2光生電子-空穴對的復(fù)合幾率，有效提高了TiO2的光催化活性。在對亞甲基藍的循環(huán)光催化降解實驗中，GE/TiO2復(fù)合光催化劑顯示了良好的循環(huán)使用性能。
　　在水-醇體系中，以鈦酸四正丁酯（TBOT）及葡萄糖、蔗糖或淀粉分別作為Ti及C的前軀體，通過水熱過程制備了一

5、系列C/TiO2光催化劑。FE-SEM和TEM結(jié)果表明水熱過程中所形成的TiO2晶粒被包覆在C前軀體所形成的C中，其尺寸約10 nm。電化學分析結(jié)果表明，C的引入抑制了TiO2光生電子-空穴對的復(fù)合幾率。與純TiO2納米粒子相比，C/TiO2光催化劑顯示了對亞甲基藍良好的光催化活性。
　　采用水熱法，以鈦酸四正丁酯（TBOT）及葡萄糖、蔗糖、淀粉為原料，乙酰丙酮（ACAC）為水解抑制劑，以乳液體系來制備一系列不同碳源的 C/TiO