氧化钛基纳米纤维的合成及其光催化特性研究

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1、南京犬裴氧化钛基纳米纤维的合成及其光催化特性研究(申请南京大学工学硕士学位论文)培养单位：南京大学环境学院专业：环境工程研究方向：水污染控制技术研究生：寺旨导教师：答辩日期：穆容心郑寿荣教授2O10年5月ADissertationSubmittedtoNanjingUniversityforMasterDegreeofEnvironmentalEngineeringSynthesisofseveraltitaniananofibersandstudyontheirphotocatalyticact

2、ivit、{BVRongxinMUSupervisedbyProfessorShourongZhengMay,2010南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：粥努畛日期：)oI吣、巩南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向

3、国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京大学研究生院办理。⋯一虢粥弦畛新虢琊j；l：f亏朋瑚Io．”々南京大学硕士毕业论文摘要Ti02作为一种高效、稳定、价廉、无毒的光催化剂受到了广泛的关注。水热法合成一维TiO：纳米材料具有独特的性能与广泛的应用领域。本论文使用水热法合成了钛酸型Ti

4、02纳米纤维，经煅烧与水热后处理获得了其它三种一维材料。对新材料进行了XRD、TEM、BETL：k；表面积测定、UV-vis光谱分析、Zeta电位测定等表征，并以苯酚和Cr(VI)作为探针分子，研究了它们的光催化氧化．还原活性，最后使用四种材料光催化降解四环素污染，得到的主要结论如下：(1)水热法制得钛酸纳米纤维，经过400度焙烧得到形态与钛酸相似的Ti02(B)，温度升至600度得到表面分散锐钛矿颗粒，基底仍为Ti02(B)的纳米纤维，纤维半径有所缩小；钛酸经过二次水热后处理，得到纯锐钛矿纳米棒

5、；(2)在对苯酚与Cr(VI)光催化降解中，二次水热纳米棒因具有纯锐钛矿晶型与较高的比表面积，其催化活性高于其他材料；四种材料的光催化反应符合一级动力学，二次水热材料对苯酚的催化氧化与对Cr(VI)的催化还原反应符合Langmuire．Hinshelwood模型，溶液pH对反应效率有一定影响。催化剂的光催化活性取决于多种因素，包括比表面积，晶相组成，颗粒大小，表面性质等；(3)四种材料均能有效催化四环素的光降解，其中二次水热材料的反应效率最高，矿化程度也最高；在不同溶液pH下，二次水热材料对四环素

6、光催化效率不同，碱性条件下反应速率最高，但矿化程度低；中性条件下反应速率较低，但矿化程度高。在中性条件下，二次水热材料对四环素的催化反应符合Langmuire．Hinshelwood模型，当催化剂表面吸附饱和时，反应初速率不再随着反应初浓度的增加而升高。关键词：水热法、后处理、Ti02纳米纤维、光催化、四环素南京大学硕士学位论文ABSTRACTTi02hasbeenextensivelystudiedasphotocatalystduetoitshighactivity,stability,low

7、price，andnontoxicity．Ti02nanomaterialssynthesizedbyhydrothermalrouteshaveuniquepropertieswithavarietyofapplications．InthisstudyH-titanatenanofiberswerepreparedviaone-stephydrothermalreaction，andthreenewmaterialsweresynthesizedbyeithercalcinationorhydr

8、othermalposttreatment．ThecatalystswerecharacterizedbyX-raydiffraction，transmissionelectronmicroscope，BET,UV-Visiblespectroscopyetc，andtheirphotocatalyticbehaviorwasevaluatedbyphotocatalyticreactionsusingphenolandCr(VI)asprobemolecules．Furtherm