納米TiO2及其復(fù)合材料光催化降解苯二酚的研究.pdf

1、TiO2是光催化反應(yīng)中一種研究較為廣泛的半導(dǎo)體納米材料,因其優(yōu)異的光催化特性而具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。但是,由于TiO2半導(dǎo)體光催化劑光生電子-空穴對的復(fù)合率高,量子效率低,且懸浮態(tài)TiO2光催化劑存在著易凝聚和難回收等問題,從而制約了TiO2在實際應(yīng)用中的推廣。
　　 本論文針對TiO2光催化技術(shù)存在的上述問題,對提高TiO2光催化性能及回收利用等方面進行了研究,具體內(nèi)容主要分為以下三個部分:
　　 1.采用水解法和水

2、熱法分別制得TiO2前驅(qū)體及其納米粒子,并通過TEM、XRD等測試手段對其結(jié)構(gòu)、形貌、晶型等物性進行表征,然后分別利用它們作為光催化劑,研究在紫外光照射下其光催化降解苯二酚的行為。結(jié)果表明:兩種光催化劑的光催化性能存在著顯著的差異,且在以TiO2前驅(qū)體為光催化劑,降解鄰苯二酚時,能明顯觀測到有中間體的產(chǎn)生。通過結(jié)合前人的相關(guān)研究成果和我們的實驗數(shù)據(jù),解釋了TiO2前驅(qū)體及其納米粒子與苯二酚類染料的相互作用,并首次在分子層次上對TiO2基

3、納米材料光催化降解苯二酚類染料提出了詳細(xì)的反應(yīng)機理。
　　 2.以TiCl4為原料,凹凸棒土為載體,利用水熱法制備出TiO2/凹凸棒土復(fù)合光催化劑,并通過TEM、XRD等測試手段對其結(jié)構(gòu)、形貌、晶型等物性進行表征,然后利用其作為光催化劑光催化降解苯二酚,并與自制的銳鈦礦型TiO2納米粒子和商品P25型TiO2納米粒子的催化效果進行比較。結(jié)果表明:由于自制的銳鈦礦型TiO2納米粒子的粒徑較小,比表面積較大,故其催化效果比商品P25

4、型TiO2納米粒子的要好,而TiO2/凹凸棒土復(fù)合光催化劑則因TiO2與凹凸棒土兩者的復(fù)合率不高,其催化效果明顯不如前兩者的好,但因復(fù)合催化劑一般在反應(yīng)幾小時之后就開始沉降,更有利于催化劑的分離回收,因而還是具有一定的實際應(yīng)用價值的。
　　 3.以凹凸棒土為載體,利用硼氫化鈉還原法制得Au納米粒子沉積在此載體之上,即獲得Au/凹凸棒土復(fù)合物,然后以TiCl4為原料,采用水熱法制得TiO2納米粒子,根據(jù)靜電作用使Au/凹凸棒土復(fù)合