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(dǎo)體TiO<,2>光催化氧化技術(shù)在污水處理、空氣凈化、抗菌、防霧和自潔凈玻璃等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文針對TiO<,2>在實際應(yīng)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(jié)構(gòu)和高活性無鈉TiO<,2>薄膜的簡易合成等方面進(jìn)行了有益的探索，其主要內(nèi)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(shù)。以大比表面積和高孔體積的鈦酸鹽納米管/線為前驅(qū)體，通過對鈦酸鹽納米管/線熱處理溫度或?qū)︹佀猁}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(jìn)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(tuán)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(shù)。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(fù)合結(jié)構(gòu)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(yīng)完成后，

4、還可以很容易地從液相反應(yīng)體系中分離出來并反復(fù)利用，為新型高活性納米TiO<,2>光催化劑的固載技術(shù)提供了新的思路。另外，發(fā)展TiO<,2>的低溫制備技術(shù)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(kuò)展TiO<,2>光催化劑的使用范圍，延伸其潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。 第四章，為了簡化模板法在制備TiO<,2>空心結(jié)構(gòu)光催化劑中必須經(jīng)歷TiO<,2>在模板表面沉積(或生長)和模板去除的復(fù)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(jié)構(gòu)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(dǎo)TiO<,2>納米粒子在其表面沉積形成核殼結(jié)構(gòu)，同時氧化釩納米帶模板在原位被HF溶解導(dǎo)致空心結(jié)構(gòu)的形成。這種一維TiO<,2>空心結(jié)構(gòu)的成功制備為其它空心結(jié)構(gòu)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(fù)雜步驟(在普通玻璃表面先鍍制一層SiO<,2>