噴霧干燥法制備介孔單晶TiO2及其光催化性能研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10270分類號(hào)：0643學(xué)號(hào)：132200895碩士學(xué)位論文噴霧干燥法制備介孔單晶TiO2及其光催化性能研究學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：工業(yè)催化研究方向：催化與動(dòng)力學(xué)研究生姓名：唐超指導(dǎo)教師：卞振鋒完成日期：2016年3月25日上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I論文題目：噴霧干燥法制備介孔單晶TiO2及其光催化性能研究學(xué)科專業(yè)：工業(yè)催化學(xué)位申請人：唐超指導(dǎo)教師姓名：卞振鋒摘要摘要隨著世界人口的增多，保護(hù)生態(tài)環(huán)境成為了全球面臨的

2、共同問題?？茖W(xué)家們都在盡力用各種方法消除環(huán)境污染，然而效果卻并不理想，雖然投入大、花費(fèi)的時(shí)間長，但是降解的效果并不盡如人意。光催化是一種高級(jí)氧化處理技術(shù)，它具備了很多其他技術(shù)無法媲美的優(yōu)點(diǎn)，包含了活性高、安全無毒、制備條件相對(duì)溫和等優(yōu)點(diǎn)，擁有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景，無疑將成為人們研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也能夠在環(huán)境污染處理領(lǐng)域發(fā)揮其特殊的作用。TiO2在大于其禁帶寬度的光照射下，它可以發(fā)生電子與空穴的分離，光生空穴的強(qiáng)氧化性使其可以氧化大部分有機(jī)物

3、，也能使一些有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無毒的形式，因此TiO2在環(huán)境的治理方面有著重大的意義。介孔單晶有著及其顯著的特點(diǎn)，高結(jié)晶度、高孔隙率、子單元定向排列、與高度復(fù)雜生物礦物的相似性等使得其在很多方面可以取代單晶或多孔多晶，如催化劑、傳感器、光電材料、生物醫(yī)學(xué)材料、能量儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換等。迄今為止，介孔單晶包括CaCO3，BaSO4，金屬氧化物，金屬鎢酸鹽和鉻酸鹽，NH4TiOF3，(NH4)3PW12O40，LiFePO4，金屬硫化物，貴金屬和有機(jī)

4、材料都已經(jīng)成功合成。介孔單晶TiO2有極大的潛力去提高材料性能因其獨(dú)特的性質(zhì)，如高結(jié)晶度、高孔隙度、子單元排列。2008年，O’Brien’s的課題組首次合成介孔單晶NH4TiOF3并且通過拓?fù)滢D(zhuǎn)變?yōu)榻榭讍尉iO2通過H3BO3洗滌或焙燒的方法。介孔單晶TiO2是由結(jié)晶方向一致的TiO2納米晶體組裝而成，近年來吸引了很多注意力。到目前為止，已經(jīng)有許多關(guān)于介孔單晶TiO2結(jié)構(gòu)形貌已被報(bào)道，他們使用不同的合成方法，如水熱或溶劑熱的方法，一

5、步焙燒法等等。然而，所有這些方法都有自己的缺點(diǎn)。例如，使用水熱或溶劑熱的方法合成材料是非常復(fù)雜和耗時(shí)的過程，而其他方法如一步焙燒法只能得到很少量的樣品。因?yàn)門iO2不能吸收可見光且量子效率低，導(dǎo)致其在生活和工業(yè)中的應(yīng)用仍然有限。所以，通過一系列改性的方法使得TiO2擁有可見光性能顯得迫切而重要。針對(duì)以上問題，本論文主要開展了以下工作：(1)我們使用超聲噴霧干燥的方法制備了銳鈦礦相介孔單晶TiO2。由于液滴的模版作用，介孔單晶TiO2納米