納米結(jié)構(gòu)TiO-,2-的制備、組裝機(jī)理及光催化性能的研究.pdf

1、主要內(nèi)容有:(1)利用溶膠凝膠與自組裝技術(shù)相結(jié)合,以鈦酸四丁酯、乙醇為原料,陰離子表面活性劑作為自組裝介質(zhì),制得了不同層數(shù)、不同含量、不同表面結(jié)構(gòu)的核-殼型的納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>/γ-Al<,2>O<,3>復(fù)合材料,探討了不同的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)于組裝過(guò)程和結(jié)果的影響;(2)以十二烷基磺酸鈉作為自組裝介質(zhì),通過(guò)十二烷基磺酸鈉在γ-Al<,2>O<,3>上吸附等溫線(xiàn)的測(cè)定,結(jié)合Zeta電位、接觸角以及紅外圖譜數(shù)據(jù),探討了納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>/

2、γ-Al<,2>O<,3>的組裝機(jī)理.結(jié)論是:在指定的實(shí)驗(yàn)條件下,γ-Al<,2>O<,3>表面帶正電荷,與帶負(fù)電荷的十二烷基磺酸鈉首先形成單分子層吸附,隨后有機(jī)鏈通過(guò)非極性基團(tuán)吸附,形成半膠團(tuán)結(jié)構(gòu),極性基團(tuán)向外,表面荷一層負(fù)電荷.依靠靜電引力吸附配置好的溶膠中的荷正電的TiO<,2>粒子,從而將TiO<,2>納米粒子組裝到γ-Al<,2>O<,3>表面.組裝機(jī)理的探討對(duì)確定最佳的制備工藝條件,控制反應(yīng)過(guò)程提供了重要的理論指導(dǎo);(3)分

3、別以鈦酸四丁酯、四氯化鈦為原料,選用一定的溶劑配制成溶膠,十二烷基磺酸鈉作為自組裝介質(zhì).選擇不同的條件,如溫度、酸度、陳化時(shí)間等,在直徑為O.25mm左右的聚苯乙烯微球上組裝上了納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>,隨后通過(guò)控制升溫速率及煅燒溫度將聚苯乙烯核除去,獲得了不同含量、不同結(jié)構(gòu)、不同形貌和晶型的納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>空心球;(4)對(duì)以上所制的樣品進(jìn)行了XRD、SEM、IR、X射線(xiàn)能譜、國(guó)標(biāo)法標(biāo)定、TG-DTA分析等表征,研究結(jié)果表明:1、自

4、組裝介質(zhì)可改變載體表面的微環(huán)境.在載體表面的吸附量及表面吸附狀態(tài)可通過(guò)控制其濃度來(lái)控制,控制不同的濃度載體表面可帶不同電荷.2、控制不同的酸度、溫度、反應(yīng)時(shí)間、煅燒溫度可制備不同晶型、不同形貌的納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>及空心球.3、隨著組裝次數(shù)的增加,TiO<,2>的含量線(xiàn)性增加,致密性、均勻性增強(qiáng);(5)利用納米結(jié)構(gòu)TiO<,2>作為光催化劑,對(duì)苯酚溶液進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn).研究表明不同的晶型、不同催化時(shí)間、不同的組裝次數(shù)對(duì)光催化效應(yīng)有不同的