復合納米二氧化鈦材料的制備、表征及光催化性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，全球環(huán)境問題日益加重。工業(yè)廢水是我們所面臨的主要問題，電鍍、冶金、印染等廢水排放到自然環(huán)境中會造成很嚴重的污染。而印染廢水具有水量大、堿性大、有機污染物含量較高、水質(zhì)變化大等特點，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。因此尋找一種合適的催化劑至關(guān)重要，二氧化鈦是目前備受關(guān)注的催化劑，它有著化學性質(zhì)穩(wěn)定、制備簡便、成本低、不溶于水等優(yōu)點，是一種比較理想的催化劑。但一般實驗室制備出的二氧化鈦存在顆粒分布不均勻、分散性較差易團聚，而且二氧

2、化鈦是一種半導體氧化物，電子與空穴容易復合，選擇性較低，這些缺點都會導致二氧化鈦的催化效率降低。為了解決上述問題，本論文將從以下實驗內(nèi)容進行研究:
　　1、以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，無水乙醇做溶劑，冰醋酸做抑制劑，鹽酸做負催化劑，采用溶膠-凝膠法制備納米二氧化鈦。正交試驗分析研究了溶劑量，加水量，抑制劑量，凝膠溫度，攪拌速率等對二氧化鈦溶膠-凝膠形成過程以及凝膠時間的影響，總結(jié)出了制備穩(wěn)定溶膠的制備工藝及影響二氧化鈦光催化性能的主要因

3、素。并對其結(jié)構(gòu)和形貌進行XRD、SEM表征。
　　2、以硫脲為硫源，硫酸鋅為鋅源，采用改性的溶膠凝膠法制備出了高活性的S-TiO2、Zn-TiO2、Zn-S-TiO2光催化劑，利用甲基橙為反應模型，研究不同摻雜量對光催化性能的影響，對其進行光催化效果評價。采用傅利葉紅外光譜、X射線衍射、紫外可見漫反射、X熒光光譜等手段對其進行表征。結(jié)果表明:所得樣品均為銳鈦礦相二氧化鈦，摻雜后的催化劑吸收強度有了明顯的增強，吸收譜帶發(fā)生了較明顯的

4、紅移，表明了摻雜Zn和S能使TiO2中形成了摻雜能級。摻雜后的光催化劑催化活性也有了明顯提高。
　　3、以硫脲為硫源，硫酸鋅為鋅源，粉煤灰和硅灰分別為載體，采用溶膠凝膠法制備了摻雜負載型光催化劑，以甲基橙為反應模型，研究了不同摻雜量、不同負載量對光催化性能的影響，對其進行光催化效果評價。采用傅利葉紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡等手段對其進行表征。結(jié)果表明:粉煤灰或硅灰的負載能減少二氧化鈦的團聚現(xiàn)象，改善其顆粒的分布情況，

5、提高其光催化性能。負載型催化劑出現(xiàn)載體的特征衍射峰，說明TiO2成功負載到兩種載體上。摻雜負載型催化劑催化活性高于摻雜型催化劑。
　　4、以中性紅為模板分子，甲基丙烯酸為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，采用表面聚合的方法制備了分子印跡聚合物，采用正交實驗確定模板分子、功能單體和交聯(lián)劑之間的最佳摩爾比為1∶4∶20時，降解率最高。印跡型催化劑具有較明顯的選擇催化效應，在降解目標分子底物時，表現(xiàn)出了比非印跡催化劑更高的催化活性