鈦酸鍶納米結(jié)構(gòu)的合成及其光催化性能研究.pdf

1、鈦酸鍶(SrTiO3)是一種典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)金屬氧化物，禁帶寬度為3.2 ev，是除TiO2之外的另一類具有較大應(yīng)用潛力的半導(dǎo)體光催化材料。本研究為了獲得具有較高光催化活性的鈦酸鍶光催化劑，利用偏硅酸鈉(Na2SiO3·9H2O)輔助水熱法合成了SrTiO3介孔球，利用乙二醇溶劑熱制備了SrTiO3片狀納米結(jié)構(gòu)，醇胺類溶劑熱制備了尺寸可控的SrTiO3納米球，并對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和光催化性能進(jìn)行了探討，取得的主要研究成果如下：

2、r>　　 在水熱系統(tǒng)中引入Na2SiO3·9H2O，通過水熱反應(yīng)合成出了納米顆粒自組裝的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrTiO3介孔球。在水溶液中Na2SiO3·9H2O產(chǎn)生硅氧(羥基)聚合基團(tuán)吸附在前驅(qū)體顆粒上形成半滲透膜，阻礙了晶粒的奧斯瓦爾德熟化，進(jìn)而導(dǎo)致納米顆粒自組裝SrTiO3介孔球的形成。由于硅氧(羥基)聚合基團(tuán)的聚合度受OH-離子濃度的影響，介孔球的大小和自組裝顆粒的尺寸及介孔結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)KOH的濃度來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)KOH濃度為1.0 M時(shí)

3、，比表面積和孔容達(dá)到最大值195.45 m2/g和0.342 cm3/g。
　　 采用乙二醇為溶劑，通過溶劑熱實(shí)現(xiàn)了納米顆粒自組裝的SrTiO3片狀納米結(jié)構(gòu)的合成。乙二醇溶劑的較大粘度和在晶體表面的選擇性吸附，導(dǎo)致了少量SrTiO3納米片和大量納米顆粒的形成，這些少量納米片的存在誘導(dǎo)納米顆粒聚集形成SrTiO3片狀納米結(jié)構(gòu)。由于具有較高的比表面積，乙二醇溶劑熱合成的片狀納米結(jié)構(gòu)比水熱合成的方形SrTiO3納米顆粒相比，光催化性能