【摘 要】
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采用溶剂热法分别以聚乙二醇(PEG 2000)和聚乙烯亚胺(PEI,branched,M.W.600)为模板剂,以钛酸丁酯为反应原料合成了系列空心或实心球形TiO2 纳米结构,并研究了其生成机理.
【机 构】
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天津理工大学,化学化工学院,天津市有机太阳能电池与光化学转换重点实验室,天津市西青区宾水西道391号,300384,天津
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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采用溶剂热法分别以聚乙二醇(PEG 2000)和聚乙烯亚胺(PEI,branched,M.W.600)为模板剂,以钛酸丁酯为反应原料合成了系列空心或实心球形TiO2 纳米结构,并研究了其生成机理.通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、TG-DTA、N2-吸附脱附等温线测试等对其结构、形貌等进行了表征,利用UV-Vis 漫反射吸收光谱及荧光光谱研究了其光学性质.研究了球形TiO2 在模拟太阳光下对单一染料罗丹明B、甲基橙或镁试剂溶液的光催化降解活性并与商品TiO2(P25)的活性相比较.初步探讨了TiO2 光催化剂在两种染料混合溶液中的光催化选择性.此外,还研究了煅烧温度对TiO2 的晶型、比表面积及光催化活性的影响.结果表明,模板剂的种类和用量对TiO2 形貌有很大影响.以聚乙二醇为模板剂时得到了直径为1-2 μm 的微球,其中60-70％的微球为空心.而以聚乙烯亚胺为模板剂时得到了直径约为200-400 nm 的纳米球,纳米球是否为空心取决于加入的聚乙烯亚胺的量.所制备的球形TiO2 纳米结构对染料溶液都显示出较高的光催化活性,而且在染料混合液中其光催化活性与在单一染料溶液中基本相同,即可同时降解两种染料而不互相干扰.煅烧温度从400℃ 升高到700℃ 不会导致TiO2 的晶型发生变化,但其比表面积逐渐减小,结晶度逐渐增大,而煅烧温度为500℃ 时其光催化活性最高,这可能是比表面积和结晶度两方面因素综合作用的结果.利用荧光技术测试了光催化反应体系中羟基自由基的含量,结果表明·OH 不是该光催化氧化染料反应体系中的活性物质.在上述实验结果基础上,提出了光催化反应机理.
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