二氧化鈦光子晶體的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、環(huán)境污染是全世界都在關(guān)注的焦點(diǎn)問題。相對(duì)廉價(jià)的TiO2光催化劑在紫外光的照射下就能去除污染物，且不會(huì)產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)物，因此受到重視。但光催化氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中還存在許多問題，如TiO2光催化劑的光生電子和空穴對(duì)在遷移過程中易于復(fù)合，導(dǎo)致量子效率比較低，光催化效果不突出。 光子晶體是一類具有優(yōu)越性質(zhì)的特殊材料，其中的反蛋白石光子晶體結(jié)構(gòu)由于其多孔的結(jié)構(gòu)具有一般納米二氧化鈦固體所沒有的廣大的比表面積。所以期望能夠制備這樣一種二

2、氧化鈦光催化劑，他首先是光子晶體結(jié)構(gòu)的，其次其晶型是銳鈦礦型和金紅石型都有的混晶。這種結(jié)構(gòu)與一般的納米二氧化鈦相比，有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1大的比表面積2大的孔體積3混晶。更大的比表面積有利于更多反應(yīng)物在催化劑表面進(jìn)行吸附，而更高的孔體積有利于各種反應(yīng)物和產(chǎn)物在光催化反應(yīng)過程中迅速擴(kuò)散，從而使有機(jī)物更快的降解。并且有研究表明，兩種半導(dǎo)體的復(fù)合或一種半導(dǎo)體中兩種不同相間的復(fù)合都有利于減少光生電子和空穴的復(fù)合速率，從而提高光催化活性。 本論文

3、就是在此指導(dǎo)思想下，嘗試制備特殊結(jié)構(gòu)的二氧化鈦催化劑，并通過對(duì)其進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，考查此特殊結(jié)構(gòu)是否能夠增強(qiáng)它的光催化降解能力。本論文以聚苯乙烯為原料，利用自組裝方法制備出不同粒徑的膠體晶體正模板，并采用溶膠凝膠法把二氧化鈦前驅(qū)體填充入制備出的膠體晶體中，經(jīng)過陳化，熱處理后，制備出具有光子晶體結(jié)構(gòu)的二氧化鈦反蛋白石材料，以亞甲基藍(lán)和甲基橙作為目標(biāo)降解物，測(cè)試了反蛋白石光子晶體TiO2的光催化性能。 本論文研究重點(diǎn)是探索結(jié)構(gòu)規(guī)整