納米二氧化鈦光催化材料的可控制備與光催化活性.pdf

1、半導體TiO<,2>光催化氧化技術在污水處理、空氣凈化、抗菌、防霧和自潔凈玻璃等領域具有廣闊的應用前景。本論文針對TiO<,2>在實際應用中存在的各種問題，重點在高活性納米TiO<,2>光催化劑的制備、納米TiO<,2>粒子光催化劑的固載、一維TiO<,2>空心結構和高活性無鈉TiO<,2>薄膜的簡易合成等方面進行了有益的探索，其主要內容如下： 第二章，為了制備高活性納米TiO<,2>光催化劑，發(fā)展了大比表面積銳鈦礦TiO<,2

2、>納米光催化劑的制備新技術。以大比表面積和高孔體積的鈦酸鹽納米管/線為前驅體，通過對鈦酸鹽納米管/線熱處理溫度或對鈦酸鹽納米管水熱處理時間的控制制備了高活性納米TiO<,2>光催化劑。用該方法制備的納米TiO<,2>光催化劑較好地保持了鈦酸鹽納米管/線大比表面積和高孔體積的優(yōu)勢，從而大大提高了光催化劑的催化活性，為進一步發(fā)展高活性納米TiO<,2>光催化劑的制備方法提供了新的思路。 第三章，為了克服粉末光催化劑在使用過程中存在易

3、團聚和難分離，和薄膜光催化劑存在比表面積小和光催化活性較低的缺點，發(fā)展了均勻分散TiO<,2>納米粒子光催化劑在低溫下(<80℃)的固載新技術。以鈦酸鹽納米棒和鈦酸鹽納米管為載體，分別制備了TiO<,2>納米粒子/鈦酸鹽納米棒和TiO<,2>納米棒/鈦酸鹽納米管復合結構光催化劑；同時，以玻璃纖維為載體，在其表面均勻固載了TiO<,2>顆粒光催化劑。用該方法制備的TiO<,2>光催化劑除了能保持納米粒子大的比表面積外，在光催化反應完成后，

4、還可以很容易地從液相反應體系中分離出來并反復利用，為新型高活性納米TiO<,2>光催化劑的固載技術提供了新的思路。另外，發(fā)展TiO<,2>的低溫制備技術可使TiO<,2>固載于在高溫下不穩(wěn)定，易于變形和破壞的基體表面，從而可擴展TiO<,2>光催化劑的使用范圍，延伸其潛在的應用領域。 第四章，為了簡化模板法在制備TiO<,2>空心結構光催化劑中必須經歷TiO<,2>在模板表面沉積(或生長)和模板去除的復雜過程，發(fā)展了以氧化釩納米

5、帶為模板一步制備一維TiO<,2>空心結構光催化劑的方法。該制備方法的基本原理是氧化釩納米帶模板誘導TiO<,2>納米粒子在其表面沉積形成核殼結構，同時氧化釩納米帶模板在原位被HF溶解導致空心結構的形成。這種一維TiO<,2>空心結構的成功制備為其它空心結構材料的合成提供了新的思路，為模板法制備各種功能材料提供了更為廣闊的視野。 第五章，為了簡化無鈉TiO<,2>薄膜在制備過程中的復雜步驟(在普通玻璃表面先鍍制一層SiO<,2>