二維和三維結(jié)構(gòu)TiO2光催化劑的制備、表征及光催化活性.pdf

1、DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyforMaster’SDegreeofEngineeringPREPARATIoNCHARACTERIZATIoNANDPHoToCATALYTICACTIVITIESoFTITANIUMDIoXIDEWITHTWODIMENSl0NANDTHREEDIMENSIoNSTRUCTURES附ittenbyCAIQiaolanSuper

2、visedbyProfSONGShuangAssociateProfHEZhiqiaoCollegeofBiological&EnvironmentalEngineeringZhejiangUniversityofTechnology310032，ChinaApril，2013二維和三維結(jié)構(gòu)Ti02光催化劑的制備、表征及光催化活性摘要以鈦酸丁酯為鈦源，HF為形貌誘導劑，采用水熱法合成具有暴露(001)晶面的二維Ti02納米片，并選用Cr

3、(VI)為目標污染物，研究催化劑的光催化還原能力。此外選用HCl為誘導劑，鈦酸丁酯為鈦源，制備三維納米花型Ti02光催化劑，并選擇甲基橙(MO)作為模型污染物。結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(xIm)、X射線光電子能譜分析(XPS)、比表面積測試法(BET)等表征手段研究催化劑的形貌結(jié)構(gòu)和表面化學特性對光催化活性的影響。Ti02己被廣泛應用于光催化去除水中污染物，研究在不額外添加任何還原劑或者空穴捕捉

4、劑的情況下，以TiOz納米片為光催化劑，在紫外可見光照射下還原水中Cr(VI)。通過調(diào)節(jié)初始的F／Ti比，采用水熱法合成了具有不同(001)晶面比例的納米結(jié)構(gòu)Ti02光催化劑，無氟Ti02則通過堿洗得到。通過反應中Cr(VI)的飽和吸附量及光催化還原的擬一級反應速率常數(shù)說明表面氟化和(001)晶面的作用。結(jié)合表征方法證實表面氟化和(001)晶面能夠通過提高表面羥基基團的數(shù)量促進吸附過程，而且氟化作用還能有效抑制光生電子空穴對的復合。因為

5、Cr(VI)在(101)晶面的還原反應與H20在(001)晶面上的解離是同時發(fā)生的，所以(001)與(101)晶面有一最佳比例，本研究確定為72：l8。以鈦酸丁酯和濃鹽酸為原料，采用一步水熱法合成一系列不同晶相和形貌的二氧化鈦光催化劑。選擇甲基橙(MO)為目標污染物，并通過其在紫外一可見光下的降解效率來研究催化劑活性。通過高分辨透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射測試(XRD)、X射線光電子測試(XPS)和比表面積測試(BET)等表征手