论文部分内容阅读
TiO2作为最重要的过渡族金属氧化物之一，近年来受到广泛关注。TiO2与其他半导体光催化材料相比具有生物和化学惰性、强氧化性以及价格低廉等众多优点，使其在环境处理方面具有广泛的应用。研究表明，TiO2的光催化性能与样品的尺寸、形貌和比表面积密切相关，为了提高TiO2的光催化性能，我们利用不同的方法对TiO2进行改性，制备出一系列具有不同形貌和生长机制的TiO2，对所制备的样品进行了表征和光催化性能测试，并探讨了相关结构的形成机理。具体工作总结为以下几个方面:
1.采用溶胶-凝胶法制备出形貌规则、尺寸均匀的介孔SiO2纳米模板球。以氟钛酸铵((NH4)2TiF6)为前驱体，通过SiO2模板的原位自溶，60℃水热合成具有介孔结构的单分散TiO2纳米球，并探讨了TiO2介孔结构形成的机理。对所制备的TiO2介孔纳米球进行光催化测试，结果表明，TiO2介孔纳米球具有很好的光催化降解罗丹明B的能力。这种单分散的TiO2介孔纳米球有望在光催化、催化、太阳能电池、分离和提纯等领域具有广阔的应用前景。
2.在较低的水热温度下制备出分散性好、形貌和尺寸均一、静电吸附效果好的球形结构，并以此为模板成功制备了大量形貌规则的空心TiO2纳米结构，提出了空心TiO2纳米结构可能的形成机理。所制备的空心TiO2纳米结构在降解有机染料罗丹明B是实验中表现出更高的光催化活性。
3.通过葡萄糖水解反应大量制备出形貌均匀的碳球模板，低温水热分别制备出形貌新颖的Fe2O3@TiO2和α-Fe2O3/TiO2复合结构，通过高温锻烧去除模板，从而得到空心球结构。该方法对类似结构的复合物制备具有一定的参考价值。α-Fe2O3/TiO2复合空心球在可见光光源照射下对罗丹明B溶液的降解实验表明，样品对染料具有很好的可见光降解效果。磁学测试表明该产品在室温下表现出良好的磁性，有利于反应结束后催化剂从反应体系中的分离。有望解决目前光催化剂难于回收再利用等问题，并在药物传输、太阳能电池等领域具有很好的应用前景。