【摘 要】
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基于纳米二氧化钛（Nanometer titanium dioxide,nano-Ti O2）粉体的应用缺点,本论文开展了溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）合成nano-Ti O2的研究工作,采用浸渍工艺将nano-Ti O2负载在氧化铝泡沫陶瓷（Alumina foam ceramics）的表面,制备出了具有光催化性能的氧化铝泡沫陶瓷（AFC/nano-Ti O2）复合材料。具体研究内
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基于纳米二氧化钛（Nanometer titanium dioxide,nano-Ti O2）粉体的应用缺点,本论文开展了溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）合成nano-Ti O2的研究工作,采用浸渍工艺将nano-Ti O2负载在氧化铝泡沫陶瓷（Alumina foam ceramics）的表面,制备出了具有光催化性能的氧化铝泡沫陶瓷（AFC/nano-Ti O2）复合材料。具体研究内容如下:（1）采用溶胶-凝胶法合成钛溶胶,溶胶经凝胶化、干燥和烧成工序制备了nano-Ti O2。研究了混合液滴加速度、钛溶胶浓度、钛凝胶煅烧温度等因素对nano-Ti O2性能的影响。结果表明:当混合液滴加速率为1滴/秒、钛溶胶浓度为0.3336mol/L以及煅烧温度为450℃时,所制备出的nano-Ti O2全部为锐钛矿型,晶粒尺寸大小为20nm左右,具有最佳的光催化性能。（2）以罗丹明B（Rh B）溶液为降解物,研究了nano-Ti O2粉末质量浓度、光照强度、p H值、钛溶胶浓度、钛凝胶煅烧温度等因素对nano-Ti O2粉末光催化性能的影响。结果表明:随着nano-Ti O2粉末质量浓度的增加,nano-Ti O2粉末光催化降解Rh B溶液的降解效果呈现先增大后减小的趋势,当nano-Ti O2粉末的质量浓度为3.5g/L时,具有最佳的光催化降解效果。随着光照强度的增强,nano-Ti O2粉末对Rh B溶液的降解效率增大。当反应容器和光源的距离为20cm和p H值为中性时,nano-Ti O2粉末光催化剂对Rh B溶液具有最佳的光催化降解性能,其降解率是P25（德固赛公司）粉末的2.6倍以上。（3）通过浸渍工艺制备出了具有光催化性能的AFC/nano-Ti O2复合材料。研究了负载率、钛溶胶浓度、煅烧温度、浸渍次数、光照强度以及材料的稳定性能对AFC/nano-Ti O2复合材料光催化性能的影响。结果表明:AFC/nano-Ti O2复合材料的单次负载率均大于0.1%,且钛溶胶浓度越高,负载率越大。随着钛溶胶浓度的减小和煅烧温度的升高,AFC/nano-Ti O2复合材料对Rh B溶液的降解率呈现先增大后减小的趋势,当钛溶胶浓度为0.3336mol/L、煅烧温度为450℃时,AFC/nano-Ti O2复合材料具有最佳的光催化降解效果,其光催化降解Rh B溶液的降解率是AFC/P25复合材料的1.2倍以上。随着光照强度的增强,AFC/nano-Ti O2复合材料对降解Rh B溶液的降解率也逐渐增加。随着浸渍次数的增加,AFC/nano-Ti O2复合材料负载率增大,而AFC/nano-Ti O2复合材料对Rh B溶液的降解率呈现先增大后减小的趋势,当浸渍次数为4次时,AFC/nano-Ti O2复合材料具有最佳的光催化降解效果,在紫外光照射240min后,其光催化降解Rh B溶液的降解率为96.29%。AFC/nano-Ti O2复合材料循环使用5次后,AFC/nano-Ti O2复合材料对Rh B溶液的降解率为85.29%,具有良好的稳定性和光催化活性。
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