納米二氧化鈦復(fù)合物的制備及其光催化性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，納米TiO<,2>己成為當(dāng)前人們的研究熱點(diǎn)。納米TiO<,2>除了具有一般納米材料的特點(diǎn)外，還具有良好的光催化性能。研究結(jié)果表明，納米TiO<,2>能分解鹵代烴、酚類(lèi)以及空氣中的甲醛、丙酮等有機(jī)污染物為二氧化碳和水。因此，納米TiO<,2>在水質(zhì)凈化、大氣污染治理、太陽(yáng)能利用、自清潔等方面具有寬廣的應(yīng)用前景。 然而，純納米TiO<,2>在實(shí)際應(yīng)用中存在一些缺陷，如純TiO<,2>帶隙較寬，光吸收僅限于紫外光區(qū)。因此，純T

2、iO<,2>一般只能利用紫外線進(jìn)行光分解，而且分解效果差，光能利用率低。新型納米TiO<,2>復(fù)合材料，能夠提高光催化效率，并將可利用的光譜范圍由紫外增至可見(jiàn)光區(qū)，更有效地利用太陽(yáng)光進(jìn)行環(huán)境污染治理或太陽(yáng)能電池等方面。 本論文采用改進(jìn)的溶膠．凝膠法，以鈦酸四丁脂為基本原材料制備了納米TiO<,2>及其不同復(fù)合物，采用電子透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、光電子能譜(XP

3、S)、拉曼光譜儀(LR)、能量色散分析(EDXA)、熱重及差熱分析(TG/DSC)、紫外一可見(jiàn)光光譜儀(UV)、等現(xiàn)代儀器對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，對(duì)產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)行了討論。 論文主要內(nèi)容如下： 1．納米二氧化鈦的制備和表征 本章采用改進(jìn)的溶膠-凝膠法，在特定的反應(yīng)條件下，制備了分散較好的銳鈦礦相納米二氧化鈦。分別用TEM、XRD、TG和IR等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了測(cè)試分析。主要討論了酸的用量、無(wú)水乙醇的用量、表面活性劑種類(lèi)

4、等對(duì)產(chǎn)物的影響。 2．納米二氧化硒/二氧化鈦復(fù)合物的制備和光催化活性的研究 本章采用溶膠-凝膠法，在前人工作的基礎(chǔ)上，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，分別采用高溫晶化法和水浴晶化法制得了SeO<,2>摻雜TiO<,2>納米復(fù)合物。所得產(chǎn)物分別用SEM、XRD、HRTEM、XPS、TG、UV和IR進(jìn)行了測(cè)試分析。系列的表征表明復(fù)合物中兩種氧化物不是簡(jiǎn)單的物理混合，Se可能替換了TiO<,2>晶格中的Ti而進(jìn)入了TiO<,2>晶格中。光催化實(shí)

5、驗(yàn)表明，SeO<,2>的摻雜提高了純TiO<,2>的光催化活性，對(duì)該催化機(jī)理進(jìn)行了初步探討。 3．納米二氧化碲及二氧化碲/二氧化鈦復(fù)合物的制備 本章采用液相均勻沉淀法制備了TeO<,2>/TiO<,2>復(fù)合物。分別用SEM、TEM、XRD、UV-Vis、IR、LR、TG/DSC、EDXA等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了一系列表征，討論了產(chǎn)物的形成機(jī)理及影響因素。 4．納米五氧化二釩/二氧化鈦復(fù)合物的制備 采用溶膠-凝膠法，