论文部分内容阅读
纳米二氧化钛由于具有无毒、稳定的化学性能、良好的光催化性能以及成本较低等优点，成为被广泛应用的无机材料。本文采用溶剂热法制备球形、菱形和方形二氧化钛，以球形TiO2为改性的目标TiO2，NaF、AgNO3提供F-与银粒子进行表面改性。利用SEM、TEM、XRD等方法表征样品的表面形貌、物相结构，通过光催化还原甲基橙溶液表征样品的催化性能。以钛酸异丙酯为钛源、异丙醇为溶剂、DETA为表面活性剂，制备的单分散TiO2微球，并探讨反应体系中钛源、有机溶剂、表面活性剂用量、反应时间、反应温度及煅烧温度对TiO2的影响，经过450℃煅烧后均为锐钛型。各因素的改变对微球尺寸、表面光滑度、光催化性能有一定影响，对球形形貌没有较大影响。以钛酸异丙酯为钛源制备的TiO2粒径更均匀，光催化性能更好；有机溶剂碳链越长越利于形成球形颗粒；溶剂热温度升高、时间延长，更有利于形成规整的球形，光催化性能增加；煅烧温度高于500℃后易出现金红石相，光催化效果降低。以钛酸四丁酯为钛源，甲酸、乙腈为溶剂，制备了菱形及方形TiO2片状颗粒，考察了钛源用量、有机溶剂配比、反应时间及反应温度对TiO2影响。钛源用量增加，TiO2产量增加，颗粒尺寸增大，团聚现象加重；当甲酸比例高于乙腈时，甲酸乙腈比为3:1时，制备出菱形颗粒，其他比例均为方形介晶质，甲酸比例低于乙腈时，形成方形纳米晶粒；随反应时间延长，TiO2由无规律分布到形成菱形并且尺寸逐渐变大；随反应温度升高，菱形颗粒逐渐形成而后转变为方形。菱形TiO2的光催化效果最差，方形效果最好。NaF在酸性条下进行TiO2表面氟化，经过30W紫外灯照射后Ag粒子负载在TiO2表面。Ag粒子的沉积使球形特征几乎消失，表面氟化能够保护TiO2形貌；F、Ag的加入不会改变TiO2晶型结构，使样品在紫外光和太阳光下的光催化性能提高。