多孔納米TiO2的制備及其應用.pdf

1、由于環(huán)境污染的日益嚴重，對環(huán)境污染的處理也多種多樣，其中利用TiO2納米材料的光催化和吸附作用來處理污染物是一種重要且簡單的方法，該方法成本低、制備簡單且不產(chǎn)生二次污染，但因為純的ZiO2納米材料只有在紫外光下才能降解有機污染物，而紫外光在太陽光中所占的比例很少，因此為了提高TiO2對太陽光的利用率，提高TiO2的催化效率，本論文對TiO2進行了形貌設(shè)計和改性研究，主要研究內(nèi)容為:
　　 (1)以鈦酸正丁酯為鈦源、硝酸鐵為改性劑

2、、納米碳球為模板制備了一系列鐵摻雜的納米TiO2空心球。并運用XRD、FE-SEM、DRS、EDS、TEM等對其進行了表征。結(jié)果表明:制備的樣品為空心結(jié)構(gòu)，晶型是銳鈦礦型，樣品的吸收光譜發(fā)生了紅移。并以陽離子藍染料為目標降解物，在可見光下對樣品進行了光催化研究。催化結(jié)果表明:鐵摻雜量為0.5％時，樣品的光催化效果最好，降解效率達到83.2％，是空白TiO2空心球降解效率的4.25倍。降解反應符合一級動力學方程。
　　 (2)運用

3、簡單的浸漬法在超聲儀器中成功的合成了不同質(zhì)量比的氨基酞菁鋅敏化的TiO2空心球。通過XRD、TEM、FE-SEM、IR、DRS和EDS等對制得的樣品進行表征。結(jié)果表明氨基酞菁鋅敏化的樣品在可見光區(qū)有明顯的吸收。并以陽離子藍染料為目標降解物，在可見光下對樣品進行了光催化研究。催化結(jié)果表明:氨基酞菁鋅敏化的TiO2的催化效果有很大提高，并且當氨基酞菁鋅和TiO2的質(zhì)量分數(shù)是0.15％時，降解效率達94.7％，是純的ZiO2空心球的2.9倍多

4、;然而，當氨基酞箐鋅的量增多時，由于太多的氨基酞菁鋅吸附在TiO2表面，使光生電子淬滅，降低了催化性能。
　　 (3)以鈦酸四丁酯為原料，NH4Br為溴源，應用水熱法制備了一系列不同比例的Br摻雜TiO2納米管(Br/TiO2-0∶1，Br/TiO2-0.25∶1，Br/TiO2-0.5∶1，Br/TiO2-1∶1)。運用XRD、TEM、FE-SEM和EDS等對樣品進行了表征，以陽離子藍為目標降解物，研究了不同樣品的吸附性能，結(jié)

5、果發(fā)現(xiàn)樣品Br/TiO2-0.5∶1的吸附效果最好，并從熱力學和動力學角度，研究了Br/TiO2-0.5∶1對陽離子藍的吸附行為。動力學研究表明該吸附行為符合準二級動力學模型，測得其表觀活化能為14.55KJ·mol-1，說明該吸附屬于物理吸附;熱力學研究表明Br/TiO2-0.5∶1對陽離子藍吸附自由能變?yōu)?8.343～-5.60 KJ·mol-1，吸附熵變?yōu)?37.10 J·K-1·mol-1，吸附焓變?yōu)?3.773KJ·mol-1