基于TiO2納米復(fù)合材料的制備及光催化研究.pdf

1、為了掌握TiO2形貌對(duì)去除污水中有機(jī)污染物的光催化活性影響，并進(jìn)一步解決TiO2的光輻射響應(yīng)區(qū)域窄及自身光生電子-空穴易復(fù)合的難題，以提高對(duì)被降解物的氧化還原效率和速率的目的開展了以下一系列試驗(yàn)。首先，通過原位生長法結(jié)合化學(xué)刻蝕原理制備出比表面積大的杯狀形貌的TiO2，此外利用簡單的水熱法合成(001)-TiO2和(100)-TiO2兩種片狀結(jié)構(gòu)的顆粒。在此基礎(chǔ)上，制備了xPt/TiO2復(fù)合材料(x——Pt∶TiO2的質(zhì)量比0～3％)和

2、三維石墨烯/TiO2復(fù)合塊體材料以滿足上述試驗(yàn)?zāi)康?。其次，通過X射線衍射圖譜(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)分別對(duì)樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)相組成、表面形貌的表征以及證實(shí)Pt的成功復(fù)合。采用BET測(cè)試分析固體顆粒的比表面積，最后以羅丹明B有機(jī)染料模擬被降解物，利用紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)試催化劑光反應(yīng)后Rh.B的去除率。結(jié)果表明:
　　(1)TiO2均為純銳鈦礦相;納米杯粒徑分布均勻約150±5nm，開口孔徑為1

3、00nm左右;(001)納米片長、寬約為60*40nm;(100)納米片長100至200nm，寬為15～25nm;納米杯比表面積99m2/g約為片狀的二倍;納米杯最佳降解效率達(dá)99.94％;三者的光催化活性順序?yàn)閏up＞(001)-TiO2＞(100)-TiO2。
　　(2)二元樣品中僅3％Pt/TiO2凸顯了Pt的相應(yīng)特征峰;Pt/納米杯制備過程中發(fā)生了晶格畸變與晶粒尺寸的減小(約60nm)，2～5nm的Pt粒子分布于TiO2表

4、面;但是2％Pt/TiO2表現(xiàn)出最佳降解率，3％Pt/TiO2次之，1％Pt/TiO2最差。
　　(3)三維石墨烯/TiO2結(jié)構(gòu)疏松。納米杯復(fù)合后尺寸減小而開口尺寸無變化，石墨烯/(001)納米片的石墨烯還原程度高但(001)納米片發(fā)生破碎——其長減小20～40nm，寬僅為原來尺寸(40nm)的1/3～1/2。0～1h，石墨烯/(001)-TiO2對(duì)降解率約64％，而石墨烯/納米杯和石墨烯/(100)納米片僅21％和15％;1～2