TiO2納米管的制備與改性及光催化性能的研究.pdf

1、本文通過水熱法及后續(xù)焙燒處理制備出具有不同晶型和比表面積的TiO2納米管(TNT),并以此為基體,通過光還原法分別在納米管表面沉積貴金屬Ag和Au制備出載銀TiO2納米管(Ag/TNT)和載金TiO2納米管(Au/TNT)。通過TEM、XRD、BET、XPS等表征方法,對制備的TNT、Ag/TNT和Au/TNT的結(jié)構(gòu)、晶型、比表面積以及沉積在納米管上的貴金屬元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行分析。
　　 本文以硝基苯為目標(biāo)物,系統(tǒng)的研究了焙燒溫度、

2、pH值和催化劑使用量對TNT光催化性能的影響;研究了納米管基體的焙燒溫度、pH值、貴金屬沉積量、催化劑的重復(fù)使用次數(shù)等因素對Ag/TNT和Au/TNT的光催化性能的影響;初步探討了Au/TNT光催化降解硝基苯的機(jī)理。得出的主要結(jié)論如下：⑴焙燒溫度對TNT的結(jié)構(gòu)、晶型和光催化性能有著重要的影響。隨著焙燒溫度的升高,TNT的比表面積逐漸減小、銳鈦礦相含量逐漸增加、管狀結(jié)構(gòu)受到破壞(400℃以下焙燒時(shí)對TNT的管狀結(jié)構(gòu)破壞不大);400℃焙燒

3、后的TNT的光催化活性最大。⑵分別對Ag/TNT和Au/TNT進(jìn)行TEM、XRD、BET和XPS表征,結(jié)果顯示:在一定的沉積量范圍內(nèi),光還原法沉積Ag或Au對TNT的晶型及管狀結(jié)構(gòu)均無明顯的影響,TNT仍為有序的納米管狀結(jié)構(gòu);沉積貴金屬Ag或Au后納米管的比表面積略有下降;XPS表征顯示,光還原法沉積在TNT上的Ag、Au元素均以單質(zhì)形式存在。沉積貴金屬后納米管的光催化活性有了較明顯的提高,以400℃焙燒后的納米管為基體,Ag沉積量為0

4、.5％制各的Ag/TNT(TNT-400-0.5%Ag)、Au沉積量為0.1%制備的Au/TNT(TNT-400-0.1%Au)的光催化活性最高,這是由于沉積的貴金屬可捕獲電子,使光生空穴-電子達(dá)到有效分離,進(jìn)而提高了光催化活性;酸性條件下Ag/TNT和Au/TNT的光催化活性均高于中性及堿性條件下的;重復(fù)使用四次后Ag/TNT和Au/TNT的光催化活性變化不大;通過TOC和高效液相色譜分析得出,利用Au/TNT光催化降解硝基苯的過程中