tio,2纳米带的制备、改性及光催化活性研究

《tio,2纳米带的制备、改性及光催化活性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖北工业大学硕士学位论文TiO<,2>纳米带的制备、改性及光催化活性研究姓名：王小波申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：袁颂东20090501湖北工业大学硕士学位论文摘要本文以普通的工业二氧化钛粉体为前驱体，通过水热法制备了未掺杂和银元素及氮元素掺杂的二氧化钛纳米带。用扫描电镜、X射线衍射、X光电子能谱、比表面积、红外光谱等手段对产物进行表征和分析，并在紫外．可见．甲基橙体系中研究其光催化性能。研究表明：所制备的二氧化钛均为带状，直径多在50,--一300nm之间，长度可达几十微米。并且随着煅

2、烧温度的升高，团聚现象逐渐减小，分散性越来越好。银和氮元素的引入并没有改变Ti02纳米带的整体形貌，但氮的引入对纳米带的生长有一定的抑制作用，而且银和氮元素的掺杂改性都抑制了Ti02由无定形向锐钛矿转变及由锐钛矿向金红石的相转变过程。水热法制备的二氧化钛纳米带在一定煅烧温度范围内，随着温度的升高，其催化活性有所提高；催化活性随煅烧时间增加而增大，3h后煅烧时间对催化活性的影响不大；催化剂用量为2∥L，甲基橙初始浓度较低时，其光催化效果较佳。通过对银元素掺杂的二氧化钛纳米带的研究，发现银元素的掺杂存在

3、一个最佳的掺杂量，。高于或低于此掺杂量，光催化效率均下降。在最佳负载量O．1(w／w)％时，Ag／Ti02纳米带的活性比纯Ti02纳米带高22％左右。采用前期掺银方式所制得催化剂明显优于后期掺银所制得催化剂，而且掺银二氧化钛纳米带的光催化活性优于纳米粒子。通过对氮元素掺杂的二氧化钛纳米带的研究，发现样品的晶化程度随着煅烧温度的升高而增大，而BET比表面积则随之减少。掺杂后的晶粒尺寸比不掺杂的要小，且掺杂浓度越高，晶粒越小，二氧化钛的比表面积则越大。氮元素的掺杂也存在一个最佳掺杂量，当n(N)-n(T

4、i)=4：1时，所制得的N／Ti02纳米带的可见光活性较高。本文通过比较三种不同的氮前驱体制备的N／Ti02纳米带的可见光催化活性，发现以三乙胺为前驱体所制得的N／Ti02纳米带的活性较高。通过比较三种不同的方法制备N／Ti02纳米带，发现在水热反应前引入氮元素所制得的催化剂可见光活性较高。虽然氮元素的引入提高了Ti02纳米带的可见光活性，但使Ti02纳米带紫外光催化活性有所下降。关键词：银掺杂，氮掺杂，Ti02纳米带，甲基橙，光催化降解湖北工业大学硕士学位论文jIll一■m_AbstractInt

5、hisarticle，bothpureandAg，NdopedTiO，nanobeltswerepreparedbyhydrothermalmethodusingindustrialTi02powerasprecursors．ThepropertiesofproductswerecharacterizedbySEM，XRD，XPS，BETandFTIR．TheperformanceofTi02nanobeltspromotingphotodegradationofmethylorangewasstu

6、died．Theresultsshowthatthediameterofnanobeltwasabout50nmto300nmwithalengthaboutdozensofmicron．ThehigherthecalcinationtemperaturesofTi02nanobelt，thebenerwasthedispersedstateofTiO，nanobelts．TheshapeofAg，NdopedTi02nanobeltswasnotchanged．Nitrogencancontrol

7、thegrowthofTi02nanobelts．BothsilverandnitrogencancontroltheprocessthatunformedTi02waschangedtoanataseandrutile．Inarangeofcalcinationtemperatures，ThehigherthecalcinationtemperaturesandthecalcinationtimeofTiO，nanobelts，thebeRerwasthephotocatalyticactivit

8、yofTi02nanobelts．AndthephotocatalyticactivityofTi02nanobeltswasnotchangedafter3h．WhenthecontentofTi02nanobeltwas29／Landthecontentofmethylorangewaslow，thephotocatalyticactivityofTi02nanobeltswasthebeRenThemodificationofAgdopedTiO，nanobel