混晶型纳米tio2混悬液的制备及其光催化活性研究

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1、重庆大学硕士学位论文混晶型纳米TIiO2混悬液的制备及其光催化活性研究姓名：石朝辉申请学位级别：硕士专业：药物化学指导教师：季金苟20120525重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要二氧化钛(Ti02)因具有稳定的化学结构，良好的生物、物理、光学和电学等性能，受到了广泛地关注。以二氧化钛为基础的光催化反应体系应用范围广，尤其是在环保领域，如降解废弃的或有毒的有机物，消除空气和水中的污染物以及杀死有害的细菌和癌症细胞等，是目前研究的热点。光催化降解的优点是将污染物和有害的有机物降解成二氧化碳和水。近年来，研

2、究发现具有金红石／锐钛型的混晶型结构的Ti02光催化活性要比单一晶型的Ti02高。因此，混晶型纳米Ti02的制备和应用引起了科研工作者的强烈兴趣。本文以四氯化钛(TiCl4)为反应前驱体作为钛源，采用均相沉淀法在95℃、常压条件下制各了金红石／锐钛混晶型纳米Ti02混悬液。研究TpH对产物晶型和晶化时间对混悬液光催化能力的影响，以及混悬液的贮存稳定性。用X射线衍射仪(XRD)测试了混晶的晶相组成；用透射电子显微镜(TEM)分析了混晶的形貌；用激光粒度仪测定了混晶的粒径。结果表明：加盐酸至pH=0．5，

3、晶化5h制得的混悬液光催化活性良好，贮存稳定。混晶中含锐钛型72．7％，金红石型27．3％，形貌为15nm×5nm左右的长条型。本文还以四氯化钛(TiCl4)和三氯化钛(TiCl3)共同作为反应前驱体，采用均相沉淀法在95℃、常压条件下制备了金红石／锐钛混晶型纳米Ti02混悬液。研究了不同反应条件对混悬液光催化能力的影响，以及混悬液的贮存稳定性。用XRD、TEM和激光粒度仪对产物进行表征。结果表明：TiCh：TiCl3-4：1，加盐酸至pH=0．5，晶化6h制得的混悬液光催化活性良好，贮存稳定。混晶中

4、含锐钛型63．9％，金红石型36．1％，形貌为粒径在25nin左右的圆形。通过对有机染料罗丹明B溶液的降解，评价制备的混晶型纳米Ti02混悬液的光催化活性。实验结果表明：单以TiCl4作为前驱体的产物的光催化活性要比双前驱体产物的光催化活性要高；pH=5，固含量为O．1％时产物光催化活性最高；产物对甲基橙和亚甲基蓝也有很好的降解作用。在液气多相光催化处理有机气体实验中，以含有甲苯的空气作为模拟废气，实验结果表明，将长度为160cm左右的长紫外灯管中插入混悬液中，模拟废气在其中作用一遍，废气中甲苯有64

5、．9％被降解，表明制得的混悬液应用于废气处理有较好的效果。通过均相沉淀法制各混晶型纳米Ti02混悬液，工艺简单，成本低，对设备的要求不高，且制得的产物具有较高的光催化活性和较好的稳定性，使用方便，，因而是一种较为理想的制备方法，其制得的混悬液也具有较好的应用前景。关键词：均相沉淀法，混晶结构，纳米Ti02，光催化重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTTitaniumdioxidelSaverywell。。knownandwell--researchedmaterialduetothestabil

6、ityofitschemicalstmcnlre，biocompatibility，physical，optical，andelectricalproperties．Itsphotocatalyticpropertieshavebeenutilizedinvariousenvironmentalapplicationstoremovecontaminantsfrombothwaterandair．Titania-basedphotocatalyticsystemsareusedforavarietyo

7、fapplicationssuchasdecompositionofunwantedandtoxicorganiccompounds，destructionofpollutantsfromcontaminatedwaterandairandkillingofharmfulbacteriaandcancercells．Theuniquef．eatLlreofthephotocatalyticprocessisthatitbreaksdownthepollutantsandharmfulorganicco

8、mpoundsintosimplemoleculessuchascarbondioxideandwater．Inrecentyear，mixedcrystalsphotocatalystswithrutile-anatasecompositionshavebeenreportedtoexhibitenhancedphotoactivityrelativetosingle—phasetitania．Thesynthesisandapplicationofn