论文部分内容阅读
纳米TiO2具有催化活性高,化学性质稳定,无毒,能降解有毒有害的污染物等特点,在近几十年得到人们的重视而获得广泛关注,在生产生活中具有广泛的应用前景。制备TiO2有很多种方法,主要有溶胶-凝胶法,水热合成法,微乳法,液相沉积法,化学气相沉积法等。我们主要采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2;研究不同的条件,不同的前驱物情况下制备纳米TiO2;并对其进行掺杂改性,探讨各种纳米TiO2的光催化性能,以及其应用条件。由于TiO2禁带宽度为3.2eV,使得其仅能吸收太阳光中的紫外光,而紫外光仅占太阳光中4-6%,限制了纳米TiO2在光催化中的应用。有人为了提高TiO2在可见光区的光催化效率进行了大量的努力,包括对TiO2进行各种掺杂和修饰,如金属/非金属掺杂、贵金属沉积、窄带半导体复合物修饰等。本文主要进行了以下三方面的工作:（1）采用溶胶-凝胶法制备纳米锰掺杂的二氧化钛薄膜,以玻璃纤维布为载体,用填涂法制备纳米二氧化钛薄膜,探讨制备催化剂时不同煅烧温度对纳米二氧化钛薄膜的光催化性能的影响;并用扫描电镜（FE?SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、X-射线光电子能谱仪（EDX）等方法对材料进行了表征,实验结果表明,煅烧温度可以改变晶型结构,450℃煅烧产品几乎为锐钛矿,光催化效果最好;在验证纳米二氧化钛薄膜的可重复性使用时,第一次使用能使有机物得到较好的降解,而重复使用后,纳米二氧化钛薄膜的降解率有所降低。（2）采用溶胶—凝胶法,以钛酸丁酯为原料制备了纳米TiO2,探讨了催化剂制备条件;并对催化剂粉体进行了掺Mo的修饰,研究不同（掺杂和不惨杂）催化剂的光催化性能。试验结果表明:水用乙醇稀释才能制出理想的溶胶,凝胶产生的最佳酸度为pH2-3,乙醇与钛酸丁酯的摩尔比为5/3,水浴温度35-40℃之间最佳,产品煅烧温度在600℃-700℃,产品光催化效果最好。当钼以钼酸铵的形式溶解于二氧化钛溶胶中,制备的含Mo的复合材料,具有光催化活性,但纯纳米TiO2的光催化效果更好。（3）以工业中间品硫酸氧钛为前驱物,用均匀沉淀法制备了纳米TiO2粉末;探讨了制备条件及降解条件对降解效果的影响。以镧、硒、铈为掺杂元素,制备了各种元素的掺杂复合材料;通过降解实验对比它们的掺杂效果:在掺杂量小于1%,掺硒的纳米TiO2光催化降解效果最好;掺杂量大于2%,多数催化剂降解效果将大为降低。