纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

《纳米二氧化钛的制备及其光催化性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第２３卷第４期化学研究中国科技核心期刊２０１２年７月ＣＨＥＭＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨｈｘｙｊ＠ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ纳米二氧化钛的制备及其光催化性能杜锦阁，姚朝宗（新乡医学院三全学院，河南新乡４５３００３）摘要：分别采用水热法和溶胶－凝胶法制备了ＴｉＯ２纳米粉体；利用Ｘ射线衍射仪和扫描电镜分析了两种方法制备的ＴｉＯ２粉体的形貌和晶体结构，并测定了纳米ＴｉＯ２粉体对罗丹明Ｂ的光催化降解活性．结果表明：采用水热法制备的ＴｉＯ２纳米粉体含有锐钛矿相和金红石相，粒径较小，大约为５０ｎｍ，而且分散均匀，光催化性能良好；

2、采用溶胶－凝胶法制备的ＴｉＯ２粉体经过５５０℃煅烧后仍然为锐钛矿相，而且粒径较大，大约为８０ｎｍ．关键词：溶胶－凝胶法；ＴｉＯ２；混晶；光催化活性中图分类号：Ｏ６１４文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１０１１（２０１２）０４－００７８－０３Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏ－ｔｉｔａｎｉａＤＵＪｉｎ－ｇｅ，ＹＡＯＣｈａｏ－ｚｏｎｇ（ＳａｎｑｕａｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＸｉｎｘｉａｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃ

3、ｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｔｈｅｉｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｉｎｒ

4、ｅｌａｔｉｏｎｔｏｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｚｅｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＲｈｏｄａｍｉｎｅＢａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｒｅ－ｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｃａｔａｌｙｓｔｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｎａｔａｓｅａｎｄｒｕｔｉｌｅｐｈａｓｅｓｗｉｔｈａｓｍａｌｌｅｒｓｉｚｅｏｆａｂｏｕｔ５０ｎｍ，ａｎｄｉｔｈａｓｇｏｏｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌ

5、－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｎａｔａｓｅｐｈａｓｅａｌｏｎｅａｆｔｅｒｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎａｔ５５０℃，ａｎｄｉｔｈａｓａｌａｒｇｅｒｓｉｚｅｏｆａｂｏｕｔ８０ｎｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄ；ｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ；ｎａｎｏ－ＴｉＯ２；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ２０世纪７０年代ＦＵＪＩＳＨＩＭＡ和ＨＯＮＤＡ发表的关于在ＴｉＯ２电极上光分解水的文章，揭开了ＴｉＯ２光［１］催化时代的序幕．由于ＴｉＯ２光催化剂无毒、稳定性好、廉价易得，能将环境污染

6、物降解为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ且不［２－３］造成二次污染而得到了广泛研究，被认为是最好的光催化材料．［４］ＴｉＯ２具有多种晶相，包括板钛矿相、锐钛矿相以及金红石相．人们一般认为，锐钛矿相的二氧化钛光催化活性较好，对二氧化钛光催化性能的研究也大多采用锐钛矿相．但是，有人注意到，商业产品Ｐ－２５本身［５－８］是双晶相的二氧化钛粉末，这种存在于锐钛矿和金红石混相中的协同作用成为了近年来研究的重点，研［９］究证明，锐钛矿相与金红石相共存时光催化效果最好．但是，含有锐钛矿相和少量金红石相的混晶ＴｉＯ２很难被直接合成出来，而是需

7、要通过其他手段获得，如煅烧等．高温煅烧虽然有利于形成规则的晶型结构，［１０］然而也会降低ＴｉＯ２晶粒的比表面积、减少表面羟基含量，高温煅烧制得的ＴｉＯ２颗粒在投入溶液中后极易［１１］团聚，降低纳米ＴｉＯ２的光催化活性．因此，为了避免高温煅烧操作带来的影响，作者采用较为廉价的四氯化钛作为钛源，通过水热法直接制备出含有锐钛矿相和少量金红石相的混晶纳米ＴｉＯ２，与经过煅烧制备的ＴｉＯ２相比较，分别研究了它们的光催化活性．收稿日期：２０１２－０２－０９．作者简介：杜锦阁（１９８４－），女，硕士，助教，研究方向为无机纳

8、米材料．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｇｅｌｉｕ１２３４５６＠１２６．ｃｏｍ．第４期杜锦阁等：纳米二氧化钛的制备及其光催化性能７９１实验部分１．１试剂与仪器四氯化钛（分析纯，金山县兴塔化工厂）；无水乙醇（分析纯，北京化工厂）；尿素（分析纯，北京化工厂）；罗丹明Ｂ（分析纯，洛阳市化学试剂厂）．郑州杜甫仪器厂的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜（体积５０ｍＬ）；江苏省东台县电器厂的高温电炉（ＳＲＪＸ－３－９型）；德国Ｂｒ