TiO基纳米光催化剂的制备及其光催化、超亲水性能的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianyou424
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本论文为提高纳米TiO<,2>的光催化和超亲水性能,分别做了如下3部分研究:(1)采用超声化学方法合成纳米SiO<,2>/TiO<,2>复合氧化物.这是基于超声辐射下单一分布溶胶粒子的控制缩合和聚集可以形成孔径分布均匀的纳米孔结构这一设想.所制备的复合催化剂用差热-热失重分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电于显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附-解吸进行了表征.用甲醛气体(HCHO)作模型有机物对它们的光催化活性做了评估.系统讨论了所制备的复合氧化物的结构和物理化学特性,以及它们和其光催化活性之间的关系;寻找出了所制备的复合催化剂具有高光催化活性的原因.结果显示,超声化学制备的中孔复合纳米催化剂表现的光催化活性比商品光催化剂Degussa P25的活性高3倍.产生高光催化活性的原因是:Si、Ti元素的紧密结合使TiO<,2>催化剂出现新的物理化学和结构特性,如,均匀的中孔结构、高的比表面积、晶粒尺寸的量子化和对反应物的高吸收率.超声化学制备方法明显提高催化剂的光催化活性.Si/Ti质量比为10%时复合催化剂达到其最高光催化活性.(2)制备出三维网状阵列有序TiO<,2>纳米纤维膜,实现了对TiO<,2>纳米纤维直径和长度的有效控制以及TiO<,2>纳米纤维的定向生长.并对有序TiO<,2>纳米纤维膜表面用分子组装法修饰了SiO<,2>薄层,进行表面润湿性改性.系统地探讨了TiO<,2>纳米纤维膜的光催化净化空气污染物性能及超亲水性能.(3)利用溶胶-凝胶法制备了玻璃纤维布负载的纳米TiO<,2>光催化膜.系统研究了载体与TiO<,2>膜之间的界面相互作用、及其对光催化活性的影响,从而优化了TiO<,2>光催化膜的光催化活性.所制备的玻璃纤维布负载的纳米TiO<,2>光催化膜具有大的表面积、好的空气流通性、高光透过率、柔韧性好及环境稳定性好等优点,对甲醛污染气体有高的降解效率.该类材料在室内空气净化器等方面具有广阔的应用前景.
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