【摘 要】
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为了制备高效光降解性能的介孔TiO2催化剂,本研究在传统溶胶凝胶法制备介孔TiO2催化剂的基础上,引入超声场来改进介孔TiO2催化剂的制备方法。通过在超声场中制备前驱体,有效地控制颗粒尺寸、抑制颗粒团聚和加速前驱体的形成。并且优化了介孔TiO2催化剂的合成条件和测试了加入表面活性剂CTAB对介孔TiO2催化剂性能的影响。对所合成产品的结构与形貌进行XRD、SEM、UV-Vis和BET等分析方法的表
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为了制备高效光降解性能的介孔TiO2催化剂,本研究在传统溶胶凝胶法制备介孔TiO2催化剂的基础上,引入超声场来改进介孔TiO2催化剂的制备方法。通过在超声场中制备前驱体,有效地控制颗粒尺寸、抑制颗粒团聚和加速前驱体的形成。并且优化了介孔TiO2催化剂的合成条件和测试了加入表面活性剂CTAB对介孔TiO2催化剂性能的影响。对所合成产品的结构与形貌进行XRD、SEM、UV-Vis和BET等分析方法的表征。随后,在氙灯模拟自然光条件下,用所制的产品光降解罗丹明B溶液,并通过产品的降解率来评价其光降解性能。探索不同制备条件对产品光降解性能的影响,从而确定产品的最优制备条件。第一、研究了超声辅助溶胶凝胶法制备介孔TiO2催化剂,考察了Na OH水溶液的加料方式、Na OH的加入浓度、反应温度、超声作用功率和超声作用时间等制备条件对所制备样品光降解性能的影响。研究发现:在Na OH水溶液的加料方式为钛酸四丁酯滴加到Na OH水溶液中、Na OH的加入浓度为72 mg/L、反应温度为60℃、超声作用功率为30 W和超声作用时间为20 min等制备条件下,所制备产品的光降解性能最好。在氙灯模拟自然光条件下,产品光降解罗丹明B溶液40 min后降解率达到97.14%,且大于德固赛P25催化剂的降解率。同时所制备TiO2催化剂的结晶度高、颗粒粒径小且分散均匀、比表面积大和禁带宽度窄。第二、进一步研究了在超声辅助溶胶凝胶法条件下添加表面活性剂CTAB对介孔TiO2催化剂性能的影响。考察了CTAB的加入浓度对所制备产品形貌和光降解性能的影响。研究发现:当CTAB的加入浓度为1.5 g/L下所制备产品的光降解性能最好。在氙灯模拟自然光条件下,产品光降解罗丹明B溶液40 min后降解率达到98.45%。同时所制备TiO2催化剂的结晶度更高、颗粒粒径更小且分散更均匀、比表面积更大和禁带宽度更窄。
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