納米混晶TiO-,2-介孔材料的制備結構與性能研究.pdf

1、介孔TiO2因其具有高比表面積，發(fā)達有序的孔道結構，孔徑尺寸在一定范圍內可調，表面易于改性等特點，可以有效地增強納米TiO2光催化、光電轉換等功能，使其在水處理、空氣凈化、太陽能電池、納米材料微反應器、生物材料等方面表現(xiàn)出廣闊的應用前景而備受矚目。然而，TiO2是寬禁帶材料，通常需要用紫外光源(λ≤388nm)來激發(fā)，而太陽光譜中紫外光部分僅占5％，這就導致太陽能利用效率低，在很大程度上限制了它的實際應用。為了提高二氧化鈦的光譜響應和對

2、太陽光的利用率，人們做了大量的工作對二氧化鈦進行改性，提出了染料敏化、貴金屬摻雜以及利用溶膠—凝膠技術進行半導體—半導體復合等方法，但上述方法存在光化學穩(wěn)定性差、原料成本高、操作工藝繁瑣等弊端。為了彌補上述方法的不足，本文做了如下工作：
　　 第一部分，利用銳鈦礦相和金紅石相復合后的混晶效應，通過制備具有兩種結構的混晶粉體的方法，對二氧化鈦進行結構改性。本文采用獨特的兩步合成法，制備出高催化活性的二氧化鈦粉體，表征結果顯示產品具

3、有混晶結構，顆粒呈球形，大小均勻，分散性好，且光吸收性能和光催化活性均明顯高于純相產品，同時對產品特殊結構形成的機理以及光催化過程中pH值、染料濃度和不同光源等影響因素進行了詳細討論。
　　 第二部分，利用表面活性劑大分子鏈的空間位阻效應，高分子網(wǎng)絡的阻隔作用，通過制備具有介孔結構粉體的方法，對二氧化鈦進行結構改性。本文采用多種單一、兩兩復合的表面活性劑做為模板和結構導向劑，制備出了具有高吸附性和催化活性的介孔二氧化鈦粉體。表征

4、結果顯示，該產品具有介孔結構，其N2吸附—脫附等溫線為典型的介孔結構吸附—脫附等溫線LangmuirⅣ型，樣品粒度均勻，孔徑分布較窄。采用復合表面活性劑制得的介孔材料的吸附與光催化降解性能均好于單一表面活性劑制備的介孔氧化鈦材料和無介孔結構存在的二氧化鈦材料。同時考慮了在反應過程中表面活性劑的類型和配比的選擇比例，反應溫度，反應時間，焙燒溫度等因素對介孔結構形成的影響進行了詳細討論。
　　 第三部分，納米混晶TiO2介孔材料的實