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本文系统回顾了纳米材料、抗菌材料和光催化氧化技术的发展状况,全面综述了二氧化钛的制备方法、抗菌机理以及在抗菌方面的研究新进展,详细介绍了二氧化钛粉体制备方法中的溶胶—凝胶法,研究了影响光催化效率的各种因素,讨论了有效提高光催化活性的措施。 本实验采用溶胶—凝胶法,以钛酸四丁脂为主要原料,制备出澄清、透明、均匀稳定的二氧化钛溶胶。通过改变不同前驱物的种类及用量、热处理温度制备出各种二氧化钛粉体,并且确定了制备纳米级二氧化钛粉体的最佳工艺条件和参数。通过透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线分析仪(XRD)、红外光谱分析仪(IR)、差示扫描量热仪(DSC)和综合热分析仪(ZRY)等手段对粉体进行微观性能测试和表征,深入探讨了影响二氧化钛粉体光催化杀菌活性的各主要因素。研究工作主要包括以下三个方面:(1)二氧化钛溶胶和粉体的制备 以钛酸四丁脂为主要原料,无水乙醇为溶剂,加入适量的稳定剂和催化剂,并调整溶液的pH值,制得均匀稳定的二氧化钛溶胶。通过改变加水量、乙醇用量,稳定剂和催化剂的种类和加入量,溶液pH值,水解温度等因素,研究了TiO2溶胶的凝胶时间随其影响因素的变化规律,从而总结了制备出二氧化钛溶胶的最佳工艺参数。并对干凝胶在不同温度下进行热处理,最终制备出了一系列二氧化钛抗菌粉体样品。(2)二氧化钛粉体的性能测试与分析 采用TEM,AFM,XRD,IR,DSC,ZRY等手段分析了二氧化钛样品的结构和形貌,以及干凝胶的热分解和晶化过程,并确定了TiO2干凝胶的热处理条件。在实验条件下得到的二氧化钛干凝胶为无定型,无定型二氧化钛加热晶化过程是一个持续的过程。不同种类的催化剂和稳定剂制备的TiO2经煅烧后,在不同温度下发生了晶型转变(锐钛矿型→金红石型)。TiO2的晶型转变温度明显依赖于催化剂的种类。(3)二氧化钛粉体的抗菌性能研究西北工业大学硕士学位论文摘要 研究了热处理温度、催化剂种类、溶胶pH值、Tio:质量浓度等因素对TIOZ粉体光催化杀菌性能的影响。其中热处理温度和催化剂种类对TIO:粉末光催化杀菌性能的影响较大,因为它们不仅会影响Ti02的晶相组成,还会影响Tio:颗粒的粒径大小。TIO:的晶型结构、粒径大小、颗粒分散度和均匀度共同来决定TIOZ光催化活性的大小。关键词:纳米粉体二氧化钦溶胶一凝胶法凝胶时间光催化杀菌