納米二氧化鈦的制備、修飾與催化特征研究.pdf

1、本文以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，利用溶膠-凝膠法制備了納米級的TiO2粉體材料，通過正交實驗研究了醇鹽的濃度、溶劑的種類、水含量、水解溫度、干燥條件和煅燒溫度等工藝條件對納米粒子的比表面積、粒徑大小及分布、晶相組成等性能的影響。實驗表明，合適的反應(yīng)條件是：以醋酸為負催化劑，水解溫度應(yīng)控制在30℃左右，鈦酸丁酯與水量、溶劑量的配比應(yīng)為1：4：10。另外得到比較單一的銳鈦型TiO2煅燒溫度應(yīng)控制在600℃左右。 本文選擇過渡金屬離子Fe3+

2、、Co2+、Ni2+、Ag+、Cu2+、Cr3+分別以不同的質(zhì)量比對TiO2進行摻雜，研究催化劑的修飾。對次甲基藍的降解實驗表明摻雜離子的修飾效果與過渡金屬離子的離子半徑、外圍電子構(gòu)型、氧化還原電位和離子濃度等因素有關(guān)，質(zhì)量比為0.5％的Fe3+摻雜對次甲基藍的降解效率最高。納米TiO2-V2O5復合光催化劑對次甲基藍的降解實驗表明，復合V2O5后TiO2可以加速電子捕獲和電荷遷移速率，改變了樣品表面吸附親合力，使降解效率相比純TiO2

3、有很大提高。同時本文利用化學復合鍍在鋼鐵基體上形成Ni-P-納米TiO2復合鍍層，該復合鍍層對次甲基藍有較好的光催化降解作用，其催化性能與粉末狀納米TiO2的催化性能大致相當。 選取不同尺度的簇模型從頭計算表明，隨著尺度的減小量子尺寸效應(yīng)越發(fā)顯著，費米能級附近的能級間隔變大，能級分立現(xiàn)象更加明顯。對吸附在TiO2表面的苯胺分子構(gòu)型的從頭計算研究表明，由于氨基的引入對苯環(huán)C-C鍵長以及苯環(huán)各原子凈電荷密度有一定的影響。苯胺分子的光