新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應(yīng)研究.pdf

1、復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文新型納米二氧化鈦光催化材料的合成及反應(yīng)研究姓名：徐建華申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：戴維林20070415復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文摘要1、新型納米Ti02及Nb／Ti02材料的制備條件及催化性能采用直接水解沉淀法，以四氯化鈦為鈦源，合成了納米級介孔結(jié)構(gòu)的二氧化鈦材料，通過控制其水溶液的水解過程制備了不同形貌的二氧化鈦，并研究了制備方式、電解質(zhì)分散劑等對樣品性能的影響。采用一系列的表征方法對催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳

2、細(xì)的表征。發(fā)現(xiàn)隨著水解條件的變化，樣品的形貌、晶型、結(jié)晶度、晶粒大小、比表面積和表面性質(zhì)呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。SEM的觀察結(jié)果表明，控制水解條件的不同，可以得到各種形貌各異的二氧化鈦材料。XRD的檢測結(jié)果顯示，二氧化鈦的晶粒大小為1020nm之間的納米顆粒，直接沉淀法得到的二氧化鈦里無定型態(tài)，經(jīng)過適當(dāng)溫度的焙燒，轉(zhuǎn)化為銳鈦礦晶型，如果再提到焙燒的溫度，樣品最終轉(zhuǎn)化為最穩(wěn)定的金紅石晶型，通過控制水解速率和水解條件，也可以直接得到銳鈦礦晶型和

3、金紅石晶型的納米二氧化鈦材料。低溫N2吸附的表征結(jié)果顯示，樣品具有介孔結(jié)構(gòu)，顯示Ⅳ型吸附等溫線和H2型滯后環(huán)，比表面積和孔容都較大，孔徑分布較窄。將四氯化鈦水解法得到的納米二氧化鈦材料用于光催化反應(yīng)，降解的原料為苯酚，光源為紫外光，本工作所得的二氧化鈦材料光催化能力與商業(yè)催化劑DegussaP25相當(dāng)或略有不足。另外，通過濕法浸漬將Nb205沉積于二氧化鈦材料表面，得到含鈮的二氧化鈦光催化材料，經(jīng)過Nb沉積的二氧化鈦材料光催化性能稍有提

4、升。與此同時，Nb沉積的二氧化鈦材料也被用于多相催化氧化環(huán)戊烯制備戊二醛，活性和選擇性較好。作為對比，本章還制備了含鈮的介孔二氧化硅材料，如Nb／MCM41等，討論了其多相催化氧化環(huán)戊烯的反應(yīng)性能。2、一維納米“rioz材料的制備及其光催化性能以四氯化鈦為鈦源，分別采用水熱法及水解沉淀法制備了“ri02納米管、Ti02晶須及Ti02多孔微管等～維結(jié)構(gòu)的光催化劑。首先對材料的合成條件進(jìn)行了探討；其次通過化學(xué)修飾，原位引入等方法，在Ti02