纳米磁性tiolt2gt光催化复合粒子的制备

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1、东北大学硕士学位论文摘要纳米磁性Ti02光催化复合粒子的制备摘要光催化是光化学反应的前沿领域之一，在环境治理领域亦显出广阔的应用前景。在光催化材料中，Ti02由于具有价廉易得、使用稳定及光活性较高的特点，在有机污染物的氧化，水中无机污染物的去除，N2和C02的光还原以及光降解癌细胞、细菌和病菌等方面得到广泛的应用。然而，目前采用TiO：做悬浮相光催化剂，由于其易失活，易凝聚和难回收等特点限制了其应用发展。本课题研究制备核壳结构的Ti02包覆Fe304多功能纳米复合粒子，复合粒子的运动可以通过外加磁场的控制

2、，并能有效回收。分别采用机械混合法、化学沉淀法、溶胶凝胶法和氟钛酸铵水解法制备包覆粉体，并研究了其包覆机理。利用Ti02粒径小、比表面积大的特点，采用机械混合法使其均匀的包覆在磁核粒子上，经商倍光学显微镜下观测，包覆效果较好，有明显的核壳结构，磁性能良好。但是，由于没有进一步处理，所以覆层与核粒子间不是很牢固。采用共沉淀法制备了Fe304纳米颗粒，发现在pH-5．5时，即刚产生黑褐色沉淀时加入PEG表面活性剂对防止团聚和减小颗粒尺寸效果较好，然后快速滴到pH=ll，可制得颗粒均匀细小的Fe304纳米颗粒。

3、分别采用沉淀法和溶胶凝胶法制备了Ti02包覆Fe304复合纳米颗粒。发现采用溶胶凝胶法，通过控制沉淀剂的pH值、在母液和沉淀剂中加入大量乙醇控制水解形成凝胶的速度、以及水浴加热使凝胶熟化等手段，制备出包覆完整，颗粒细小的包覆粉体。颗粒尺寸和覆层均匀、粒径大约在100nm左右、磁性能良好。采用氟钛酸铵水解法制备出颗粒尺寸细小(40nm左右)的Ti02包覆Fe304复合纳米颗粒。该方法可以通过加入硼酸控制水解速度，具有反应容易控制的优点。关键词：Ti02包覆Fe304机械混合法化学沉淀法非均匀相形核溶胶凝胶氟

4、钛酸铵水解．Il-东北大学硕士学位论文ABST队CTPhotocatalystCoatedMagneticCompositeNanoparticleAbstractPhotocatalysisisanimportantfieldinphotochemistry,andhaswidelyappliedtoenvironmentalprotection．Ti02hasattractedconsiderableattentionbecauseofitschemicalstability,lowcostandno

5、n-toxicity．Itiswidelyusedinoxidationoforganicpollutants，removalofinorganicpollutantsinwater,photoreductionofN2orC02，andphotodestructionofcancercells，bacteriaandviruses．However,asaphotocatalystsuspension,Ti02hassomeshortagesuchasliabletoloseitsactivity,par

6、ticleaggregationanddifficulttOrecycle．Inthiswork，Fe304coatedTi02nanoparticlesalepreparedusingbothmechanicalandchemicalmethods．Theseparticleshaveacore—shellstructure。Thecompositenanoparticleshavetheadvantagesintermsofseparationfromthewastewaterundertheappl

7、icationofanexternalmagneticfield．TheMechanicalmixingmethod，chemicalpreei#mtionmethod，sol-gelmethodandhydrolysisprecipitationmethodwereusedforthecoatingofFe304byTi02．DuetothesmallgrainsizeandhighsurfaceareaoftheTi02particles，Ti02particlesadheretOtheFe304co

8、reduringmechanicalmixmg．Microstructralobservationshowsthattheparticlesafewellcoatedandhaveacore-shellstructurewithgoodmagneticproperties．AchemicalCO-precipitationprocessWasusedtosynthesizetheFe304nanoparticle．ItWaSf