纳米tiolt2gt粉体制备及光催化性能研究

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1、硕+学位论文摘要近年来，纳米Ti02粉体作为一种新型光催化剂，己成为超细粉体合成的一个研究热点。因其具有价廉、无毒、稳定性高、能够再生循环利用等优点，广泛应用于废水处理、气体净化、杀菌防污、自洁装饰材料等。本文主要研究了纳米Ti02粉体的制备，并通过x射线衍射仪、透射电子显微镜、差热分析仪、红外拉曼光谱仪等手段对制得的粉体进行微观性能测试和表征，还通过掺杂等方式提高了粉体的催化活性。采用沉淀法制备Ti02粉体，在制备过程中加入阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠)

2、，均能有效降低团聚现象。其中十二烷基苯磺酸钠分散性能最好，粉体平均粒径为32nIll，并且分布均匀。而以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂制备的Ti02粉体平均粒径为6411n1，团聚相对严重，粒径分布较宽。采用溶胶一凝胶法制备Ti02粉体，设计正交实验得到最佳配比条件为乙醇34mL，冰醋酸0．8mL，浓硝酸0．4mL，蒸馏水3mL。颗粒平均粒径在20—30nm之间，与沉淀法制备的Ti02粉体相比具有：分散性好、粒度较细且均匀等特点。采用溶胶一凝胶法制备V5+、A矿、Ni2+、Fe”掺杂Ti02纳米粉体，考察了掺杂量、煅

3、烧温度、冰醋酸及浓硝酸加入量等因素的影响，得出了最佳工艺条件。以甲基橙为降解物研究了掺杂Ti02的光催化降解性能，在自制光催化反应装置下光照1．5小时后测试甲基橙降解脱色率：V5+掺杂Ti02纳米粉体降解率为73．43％，A，掺杂为79．38％，Ni2+掺杂为87．21％，Fe3+掺杂为78．11％。研究分析了纳米Ti02粒径大小、煅烧温度和不同金属离子掺杂对锐钛矿型Ti02拉曼图谱的影响。结果表明随着纳米Ti02尺寸减小分别在143．1cIIl。1k发生不同程度的谱峰蓝移，在396．Ocm。1819处谱峰先发生红移到

4、一定值后再蓝移，515．0Blg和Al。处发生较大程度的红移；随着煅烧温度的升高，在143．1Clll。1&、396．0cm。1812、637．7cnlJ耽处发生不同程度的谱峰蓝移，515．OcrIl。Bl。和Al。先红移到一定值再蓝移；离子掺杂时，导致纳米Ti02粒径减小、峰强度降低、拉曼光谱产生较大宽化。本研究通过不同方式合成纳米Ti02粉体，为制备纳米Ti02的产业化提供了依据；并且通过掺杂金属离子提高纳米Ti02的光催化降解性能，拓宽了纳米Ti02的实际应用范围。关键词：Ti02、溶胶一凝胶、离子掺杂、光催化活

5、性硕七学位论文AbstractIIlrecelltyears，scientistshaVepaiedmoreattentionstomes)，11tllesizednanometerTi02aSanewphot0catalyzer．ItiswildlyusedfortreatingwaSteliquids，删研ngair，killingbact喇aandVimses，self-cleaIlingmat嘶a1ausmelow-cost，nopoison，hi曲stability．hlthispaper，thes)，11t

6、hesizedmethodsofnaIlometerTi02werestudied．Themicr0propeniesofnallometerTi02powderswereCharact舐zedbyXRD，TEM，TG—DSCandR锄an．TllephotocatalysticpropertyofnanometerTi02powderswasimpr0Vedbydroppingwithmetalions．NanometerTi02powderswassynthesizedbyd印ositionmethod．Theca

7、tionsu血ct锄t(CTAB)andanions曲ctant(SDS，SDBS)wasaddedtos01Vemenanoparticleagglomeratesphenomenon．NanometerTi02powdersweres印aratedwellusingSDBSaSsurfactant．Theaverage黟ainsizeis32Im．TheTi02powderaVeragesizeis64nmusingCTAB勰surfactanta11dhaveagglomeratesphenomenon．Nano

8、meterTi02powderswass)，11thesizedbyS01一Gelmemod．Themainlyefrectsincludingethanol，aceticacid，nitricacid，distilledwaterwasa11alyzed．Thebests”thesizedconditionisethan0134