納米二氧化鈦的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、21世紀(jì)引人高度關(guān)注的兩大問(wèn)題為環(huán)境和能源問(wèn)題,在面臨解決這兩大問(wèn)題的挑戰(zhàn)時(shí),作為最有前景的光催化材料,人們對(duì)二氧化鈦材料寄予厚望。納米技術(shù)的發(fā)展,將二氧化鈦的研究帶入了納米范圍內(nèi),加上二氧化鈦具有安全、無(wú)毒、性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),使得人們對(duì)納米 TiO2的研究投入了很多的人力和物力。TiO2的禁帶寬度決定了它只能吸收紫外光,導(dǎo)致對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低,且光生電子-空穴對(duì)較容易復(fù)合,這些本身的特點(diǎn)影響了它的推廣應(yīng)用。為了克服 TiO2

2、的缺點(diǎn),提高它的光催化活性是本論文的主要研究?jī)?nèi)容。論文中采用金屬摻雜、稀土金屬共同摻雜、非金屬摻雜以及非金屬與稀土金屬共同摻雜的方法對(duì) TiO2進(jìn)行改性,以達(dá)到提高活性的目的,同時(shí)對(duì)摻雜機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)單探討,為摻雜機(jī)理的研究提供了一定的依據(jù)。
　　1.用鈦酸丁酯為原料,利用溶膠-凝膠法制備了TiO2納米粉體,用 XRD、HRTEM、FT-IR、UV-Vis手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。
　　2.在無(wú)摻雜納米 TiO2粉體合成條件探索的基礎(chǔ)

3、上,利用金屬摻雜這一方法,對(duì) TiO2進(jìn)行改性研究。本實(shí)驗(yàn)選取 K、Ca、Al這三種主族金屬,過(guò)渡金屬 M(M=Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Cd、Hg、Pd、Ag),稀土金屬 M(M=Ce、Nd、Y、La、Eu),進(jìn)行摻雜,并嘗試多種稀土金屬共同摻雜。利用 XRD、SEM、HRTEM、FT-IR、UV-Vis手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。不同條件下得到的樣品在254nm波長(zhǎng)的光照下對(duì)次甲基藍(lán)溶液進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn),比較樣品的光催化活性,并比較不

4、同金屬對(duì)樣品活性的影響。
　　3.選用非金屬 N對(duì) TiO2進(jìn)行摻雜,并通過(guò)次甲基藍(lán)溶液光催化降解,在254nm波長(zhǎng)的光照下對(duì)次甲基藍(lán)溶液進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn),比較樣品的光催化活性,確定 N摻雜較好的實(shí)驗(yàn)條件。并且在這種條件下,加入稀土金屬進(jìn)行共同摻雜,在254nm波長(zhǎng)的光照下對(duì)次甲基藍(lán)溶液進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn),比較樣品的光催化活性。并且將得到的樣品在365nm波長(zhǎng)的光照下進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn),與只有稀土金屬摻雜的納米 TiO2粉體的光催化活性