负载型二氧化钛纳米管纳米晶复合光催化剂的制备及性能研究

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1、东华大学硕士学位论文负载型二氧化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂的制备及性能研究Preoarat"andpropertiesofpportedtitaniaPreparationanpropertiessupporteautanlananotubes／nanocrystalscompositephotocatalysts专业：材料加工工程作者：余威威导师：张青红教授答辩日期：2011年01月11B东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内

2、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：床成跌日期：。吖口年A月刁日东华大学学位论文版权使用授权书IYillllIW281IIJ3111151IIIll4昼111112IILR7IIII一学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保

3、存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密瞰学位论文作者签名：原式成指导教师签名：日期：珈幔年I阴坷日了云昔F乙日期渺fD年f胡矿东华大学硕士学位论文摘要负载型二氧化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂的制备及性能研究摘要由于全球工业化进程的发展，污染问题日益严重，环境保护和可持续发展成为了人们考虑的首要问题，光催化降解技术是指在光照射条件下，使污染物发生氧化一还原反应，生成二氧化碳、水及盐类等无害物质，属于绿色环保技术。纳米Ti02作为一种重要的半导体光催化材料，具有粒径小、比表面积高、催化活性高、化学稳定性好、价格低廉等优势，

4、已成为当前研究的热点。其中一维管状二氧化钛纳米管(Ti02nanombes，简称为TNTs)具有开口、中空的特殊结构，本身具有很强的吸附性能，但是光催化活性很低。如何在保持TNTs强吸附性能的同时，又使其具有很高的光催化活性，是一个值得研究的重要课题。本论文通过表面负载Ti02、Pt、Au纳米晶来对TNTs进行复合改性，从而制备出具有高活性的负载型二氧化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂。首先以Ti02(P25)为原料，利用水热合成法制备了具有高长径比、均一形貌的TNTs。将其作为载体，分散在无水乙醇中，通过柠檬酸还原氯铂酸，一步法合成了表面负载贵金属Pt的二氧

5、化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂(简称为Pt／nⅢs)。分析比较了在不同热蒸发温度、不同Pt负载量的条件下，复合光催化剂对模型污染物酸性红G东华大学硕士学位论文摘要(AcidRegG)、亚甲基蓝(MethyleneBlue)的光催化降解效果。研究结果表明：采用水热法制各了直径为5-8nm，长度为200～400nm，比表面积为463mZ／g的具有均一形貌、两端开口的中空二氧化钛纳米管。表面负载贵金属Pt后，直径约为4nm的贵金属Pt以单质的形态很好得分散在TNTs表面，纳米管部分转变为晶粒尺寸为8rim锐钛矿相TiOz纳米晶，并保留了高于216m2／g的比表面

6、积，较未载铂的样品有着更高的比表面积。这说明了在TNTs表面负载Pt纳米晶，在促进Ti02纳米晶粒生长的同时，增强了TNTs的热稳定性。纯纳米管的光催化活性很低，在1200C蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高，但是当Pt的负载量大于2．5wt％时，由于负载量过大导致复合光催化剂的捕光效率下降，降低了光催化活性。为了更好得了解贵金属负载对于提高TNTs光催化活性的机理，论文尝试了通过硼氢化钠还原氯金酸，一步法合成了表面负载贵金属Au的二氧化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂(简称为删Ts)，由XRD和TEM可以计算得出直径为10nm的Au单质吸附在

7、了TNTs表面的同时，纳米管和贵金属单质都有良好的结晶性能。由于Au纳米晶粒尺寸较大，所以在120。C蒸气处理后，复合光催化剂的比表面积有大幅度降低。Au／NTs对于阳离子型染料亚甲基蓝具有良好的吸附性能，且较Pt／TNNs相比，光催化性能有所提高。论文通过将TNTs分散在溶有钛酸四丁酯(TBOT)的乙醇溶液，利用热蒸发的方法制备了表面负载Ti02纳米晶的二氧化钛纳米管／纳东华大学硕士学位论文摘要米晶复合光催化剂(简称为NT／NC)，结果表明，表面负载Ti02纳米晶是提高纳米管光催化活性的有效方法。综上所述，本论文运用热蒸发的方法，将Ti02、Pt、Au等

8、纳米晶负载在TNTs上，热蒸发的过程中TNTs部分转变为锐钛矿相T