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1、精选公文范文管理资料二氧化钛开题报告[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料二氧化钛开题报告[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料篇一：二氧化钛研究开题报告 多孔二氧化钛制备、掺杂改性及其应用研究进展 随着全球工业化进程的不断发展，环境污染问题日益严重，环境保护和可持续发展成为人类必须考虑的首要问题。光催化技术作为绿色化学的一个代表是近三十年以来发展起来的新兴研究领域。大量研究表明，水和空气中各种有毒有害的污染物，化工生产中排放的各种烷烃、芳烃及其衍生物、卤代物、多环芳烃和杂环化合物等大都能被光催化降解。把纯洁无污染而又取之不尽的光能的应用与环
2、境保护结合起来的光催化剂和反应设备用来降解工业废水中有毒、有害、难分解的有机物的研究具有深远的战略意义，半导体光催化材料也成为科学家们研究的重点。纳米二氧化钛多相光催化降解有机污染物以其反应速度快、适用范围广、深度氧化完全、能充分利用太阳光和空气水相中的氧分子等优点而倍受青睐，特别是当有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时，这种技术有着更明显的优势。 1二氧化钛的相关性质及制备 1.1纳米二氧化钛的结构和性质 纳米二氧化钛，微粒的尺寸在1~100nm之间，其外观为白色疏松粉末。TiO2是金属钛的一种氧化物，根据其晶型，可以分为板钛型、锐钛型和金红石型三种。TiO2晶胞的结构
3、取决于TiO6八面体是如何连接的。板钛型在自然界中很稀有，属斜方晶系，不稳定，于高温下转化为其他晶型。金红石型和锐钛型为同一晶型，属四方晶系，但具有不同的晶格。无论是金红石型还是锐钛型，它们每个钛原子都位于八面体的中心，并且被6个氧原子环绕，但锐钛型分子的八面体上有4个共用边，而金红石型只有2个共用边。金红石的晶胞是由两个二氧化钛分子组成的，锐钛型的晶胞中有四个二氧化钛分子，而板钛型每个晶胞中有八个二氧化钛分子。依据它们三者晶格的不同，可以采用[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料X射线衍射技术来进行区分。 纳米尺寸的TiO2，由于其特殊的结构，使纳米TiO2有
4、了量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等基本特性，并因此产生了一系列光化学特性。当TiO2处于晶体或较大的体相材料时遵从固体理论，主要用能带理论表示其性质，当处于分子状态时，则遵从量子力学规律，分子轨道理论表征其性质。而介于此两者之间的是所谓介孔体系，特别是其粒度在一至几个纳米范围，即与电子的德布罗意波长相近。尺寸下降使纳米体系包含的原子数大大降低，宏观固定的准连续能带消失了，表现为分立的能级，在光学吸收谱上表现为从没有结构的宽度吸收过渡到具有结构的特征吸收，量子尺寸效应十分显著。粒子半径越小，半导体的带隙能越大，吸收波长越短，总的效果是发生蓝移。所以纳米TiO2由于量子尺寸效
5、应会使微粒的光学吸收向短波方向移动，光生电子—光生空穴的能量增 强，光催化驱动能力增大，导致光催化活性提高。 纳米材料的另一个重要特点是表面效应。表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着纳米粒子尺寸减小而急剧增大后引起性质上的变化。庞大的比表面积，使得纳晶TiO2表面能增大，部分钦原子处于严重缺氧状态，易形成束缚激子。同时，在纳晶TiO2，表面价态严重失配，在能隙中形成缺陷能级，使纳米TiO2表面出现许多活性中心，具有很高的活性。这对纳米TiO2的光学、光化学及电学性质等都具有重要的影响。 1.2纳米二氧化钛的制备 1.2.1溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是近年来被广泛
6、采用的制备纳米二氧化钛的方法。这种方法是将钛醇盐溶解于有机溶剂中,通过加入蒸馏水,使钛醇盐水解成均匀的溶胶,溶胶再浓缩成凝胶,凝胶经干燥热处理即可得二氧化钛纳米粒子。在制备溶胶过程中,由于钛醇盐水解反应速度很快,所以一般需加抑制剂来减缓其水解速度,常用的抑制剂有盐酸、氨水和硝酸等。P.Yang等[3]以钛酸丁酯为原料,以异丙醇为有机溶剂,用溶胶-[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料凝胶法制备了掺铁和铕的钠米二氧化钛颗粒,并研究了其光催化降解氯仿的性能。结果表明,当铁的掺杂量为1.0%(物质的量分数)、铕的掺杂量0.5%(物质的量分数)时,所得纳米二氧化钛的光催化
7、活性最高。溶胶-凝胶法避免了以无机为原料的阴离子污染问题,产品不需要洗涤过滤,不产生大量废液。同时该法制备的粉体粒度细,单分散性好,纯度高。缺点是凝胶颗粒间烧结性差,干燥时收缩大,易团聚。 2.沉淀法 沉淀法分为直接沉淀法和均匀沉淀法两种。直接沉淀法以TiCl4或TiOSO4等无机钛盐为原料,以氨水、（NH4）2CO3等碱性物质为沉淀剂。反应原理是,将沉淀剂加入到钛盐溶液中,生成无定形Ti(OH)4沉淀,将沉淀过滤、洗涤、干燥及煅烧得到纳米二氧化钛。其缺点是在沉淀
