介孔tiolt2gt的水热法制备及其光催化性能研究

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1、硕士论文介孔Ti02的水热法制备及其光催化性能研究摘要本文以硫酸钛和尿素为原料，采用水热法在低温下直接制备出锐钛矿型纳米面02；研究了水热合成温度、时间、反应物配比和浓度等因素对水热过程的影响，并通过XRD、SEM等手段进行表征；结果说明，最佳实验条件下合成的豇02粒径为20rim左右，比表面积为67．49m2／g。利用光催化降解甲基橙的实验研究了纳米Ti02的光催化活性，甲基橙反应6h后的降解率为97．7％；重复多次使用后，纳米’n02仍保持较高的光催化活性。在水热法制备纳米啊02粒子基础上，以CTAB、P123和CTAB／P

2、123为模板，并采用两步焙烧法制备出面02介孔材料，研究了不同模板剂对介孔结构形成过程的影响．采用SXRD、N2吸附平衡等温线、HRTEM等手段对介孔Ti02进行表征；结果表明，以C1AB／P123复合模板制备的介孔Ti02，其有序性较高且孔径较大，sBEr为320．46m2／g，由BJH方法计算其孔径为4．48nm左右。介孔n02的光催化活性明显高于纳米Ti02粒子，光催化反应4h，甲基橙的降解率即可达到98．1％。SXRD和N2吸附平衡等温线结果说明，介孔面02在350℃下保持良好的热稳定性，孔径较大且有序性较高，随着热处理

3、温度的升高，其热稳定性开始下降，50012煅烧后骶02的介孔结构被完全破坏。．关键词：水热法，Ti02，介孔，光催化，甲基橙塑主丝苎坌塾堕塑查垫堡塑墨垦墨堂堡垡竺丝里塞AbstractAnataseTi02nanoparticleswithaverageparticlesizein20nmandspecificsIlrfacearea．m67．49m2／gWeI'eprepareddirectlyusingtitaniumsulfateandureaasrawmaterialsbYasimplehydrothermalproce

4、ssatlowtemperature．11lcinfluenceofhydrothennaltreatmenttime，hydrothermaltreatmenttemperature，themolarratioandconcentrationofthereactantsontheas—preparedsampleswasinvestigatedviaXRDandSEM．TheirphotoeatalyticactivitieswerevaluatedbYtheprobereactionofmethlyorangedegrada

5、tion．Theresultsindicatedthatthedegradationrateofmethlyorangeis97．7％aftera6-hourphotoeatalytietreatmentandthatTi02nanopadclesstillshowhighphotoeatalytieactivityofSl．2％methyorangedegradationrateafterathree6-hourphotoeatalytictreatmenLThemesoporous-fi02powderswerefabric

6、atedviatheintroductionofsurfacanttemplateintohydrothermalprocessandtwo-stepcalcinationsWaSusedtoremovetemplate·Theobtainedmesoporous甄02throughdifferenttemplateswerecb甜amerizcdbySXRD，BETabsorptionandHRTEM,andtheactingmechanismsofdifferenttemplateswerediscussed．ItWasfo

7、undthattheu∞ofcompositeC1：f气B／P123鹅atemplateledtotheorderlymesoporousTi02with320．46m2／ginSBETand4．48uminporediameter,,whichdegraded98．1％ofmethlyorangeafter4-hourphotoeatalytietreatment,showinghigherphotoeatalyticactivitythanllano-sizedTi02．TheresultsofSXRDandBETabsor

8、ptionindicatedthattheorderlymesoporousstraeturewasstillobtainedaftercalciningat350℃，gotunstablewithanfurtherincreaseincalciningtemp