二氧化鈦納米材料及其復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)面臨的全球性的嚴(yán)重問題是工業(yè)化進(jìn)程的加快隨之產(chǎn)生的環(huán)境污染和能源短缺。光催化降解污染物是一種有效的解決環(huán)境問題的方法。二氧化鈦?zhàn)鳛榈湫偷陌雽?dǎo)體光催化劑，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高催化活性、來源豐富、價(jià)廉易得和無二次污染等優(yōu)越的性能，近年來吸引了許多研究者的關(guān)注和重視。但是禁帶寬度較大和量子效率不高等問題限制了二氧化鈦在實(shí)際中的發(fā)展。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過對(duì)TiO2進(jìn)行改性研究可調(diào)控其在可見光下的光譜響應(yīng)范圍，抑制光生載流子的復(fù)合幾率，

2、提高量子效率和光催化活性。本文研究了控制水浴溫度，Ti3+自摻雜和形成復(fù)合半導(dǎo)體等對(duì)二氧化鈦的表面形貌，化學(xué)組成，晶體結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響。主要結(jié)果如下：
　　(1)采用直接水解法制備的TiO2為銳鈦礦結(jié)構(gòu)。通過不同的水浴溫度來控制TiO2的表面形貌，晶粒尺寸以及光催化性能；當(dāng)水浴溫度達(dá)到15℃時(shí)，二氧化鈦樣品在紫外光區(qū)和可見光區(qū)的吸收強(qiáng)度和光催化活性達(dá)到最大。采用氨水(NH3·H2O)作為媒介，鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)作

3、為還原劑，將水解法制備的純凈TiO2樣品自摻雜 Ti3+；根據(jù)甲基橙降解效率圖可證明適量的氨水能夠使得 Ti3+自摻雜的樣品顯示出最大的光催化性能。
　　(2)用簡(jiǎn)單化學(xué)水浴法制備出了具有吸附性能的片狀 CoS納米材料。通過控制水浴溫度的變化來改變CoS的表面形貌，片狀的厚度以及比表面積的大小，從而達(dá)到控制樣品的吸附性能；當(dāng)油浴溫度達(dá)到120℃時(shí)，CoS樣品的形狀更趨近于花狀，且片狀變得最薄，表現(xiàn)出了最強(qiáng)的吸附性能。
　　(

4、3)在90℃恒溫條件下調(diào)節(jié)加入的表面活性劑PEG劑量，成功制備出了高吸附性能的CoS納米材料，根據(jù)有機(jī)染料亞甲基藍(lán)和重金屬離子Pb2+、Cd2+的吸附效率可知當(dāng)加入的PEG量為100mg時(shí)，所制備的CoS納米材料顯示出了最高性能，且進(jìn)一步證明不管加入PEG量為多少，其吸附性能都明顯優(yōu)于恒溫下制備的純凈的CoS樣品。
　　(4)采用沉淀法成功制備出CoS和TiO2-CoS復(fù)合納米材料。CoS在紫外光照射下表現(xiàn)出了較強(qiáng)的光催化活性，將