几种纳米过渡金属氧化物制备及二氧化钛光催化性能研究

论文摘要

本文以硫酸钛和氨水为原料，以PEG为稳定剂，采用低温溶胶—凝胶法，在低温下制备出锐钛矿型纳米TiO2；研究了不同干燥条件、煅烧温度、煅烧时间及稳定剂等因素对合成过程的影响，通过XRD、SEM、TEM、BET等手段进行表征，并将所制备的纳米TiO2以甲基橙为降解目标研究了其光催化活性。结果表明：采用改进的溶胶—凝胶法可得到超细且结晶度良好的目标产物。当煅烧温度500℃、煅烧时间2h时，以聚乙二醇为稳定剂合成的TiO2为粒径6～10nm左右的球形颗粒，其光催化活性较好。采用淬火法将高温下获得的纳米CuO粉末直接倾入室温下的醇中，发生了激烈的氧化-还原反应，CuO粉末被还原成Cu和Cu2O。产物通过XRD、SEM、TEM、TG、DTA等手段进行了表征。结果表明：改变前躯体的热处理温度可以控制Cu2O／Cu的质量百分比，且可以改变其核—壳形貌；不同的醇的还原性能不一样，影响Cu2O／Cu复合粒子中Cu的百分含量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 纳米材料简介
• 1.1.1 纳米材料的定义
• 1.1.2 纳米材料的特性
• 1.1.2.1 纳米材料的表面效应
• 1.1.2.2 纳米材料的体积效应
• 1.1.2.3 纳米材料的量子尺寸效应
• 1.1.2.4 纳米材料的宏观量子隧道效应
• 1.1.2.5 纳米材料的介电限域效应
• 1.1.3 纳米材料的制备方法
• 1.1.3.1 固相法
• 1.1.3.2 液相法
• 1.1.3.3 气相法
• 1.1.4 纳米材料的应用
• 1.2 纳米材料的研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 2及其表征'>2 低温溶胶凝胶法制备纳米 TiO₂及其表征
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 样品的制备
• 2的表征'>2.3 纳米 TiO₂的表征
• 2.3.1 X射线衍射（XRD）
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）
• 2.3.3 比表面积（BET）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 XRD表征
• 2.4.2 TEM和 HRTEM表征
• 2.4.3 SEM表征
• 2.4.4 干燥条件的影响
• 2.4.5 煅烧温度的影响
• 2.4.6 煅烧时间的影响
• 2.4.7 不同稳定剂的影响
• 2.4.8 样品的比表面积（BET）表征
• 2.5 本章小结
• 2的光催化活性研究'>3 纳米 TiO₂的光催化活性研究
• 3.1 光催化反应机理
• 3.2 光催化降解实验
• 3.2.1 实验试剂与仪器
• 3.2.2 甲基橙溶液标准曲线的绘制
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 结果与讨论
• 3.2.4.1 空白实验
• 2添加量对光催化性能的影响'>3.2.4.2 TiO₂添加量对光催化性能的影响
• 2对不同浓度甲基橙溶液的降解性能'>3.2.4.3 TiO₂对不同浓度甲基橙溶液的降解性能
• 2制备过程中干燥条件的影响'>3.2.4.4 TiO₂制备过程中干燥条件的影响
• 3.2.4.5 煅烧温度的影响
• 3.2.4.6 煅烧时间的影响
• 3.2.4.7 不同稳定剂的影响
• 3.3 本章小结
• 2O/Cu复合粒子的制备与表征'>4 Cu₂O/Cu复合粒子的制备与表征
• 4.1 实验试剂与仪器
• 4.2 纳米 CuO的制备与表征
• 4.2.1 前驱体的制备与表征
• 4.2.2 纳米 CuO的制备
• 4.2.3 纳米 CuO的表征
• 2O/Cu复合粒子'>4.3 淬火法制备 Cu₂O/Cu复合粒子
• 4.3.1 样品的制备
• 4.3.2 XRD表征
• 4.3.3 SEM表征
• 4.3.4 TEM表征
• 4.3.5 机理分析
• 4.3.6 热处理温度的影响
• 4.3.6.1 XRD表征
• 4.3.6.2 SEM表征
• 4.3.6.3 TEM表征
• 4.3.7 醇试剂的影响
• 4.3.7.1 XRD表征
• 4.3.7.2 TEM表征
• 4.3.8 煅烧时间的影响
• 4.3.8.1 XRD表征
• 4.3.8.2 TEM表征
• 4.3.9 醇浓度的影响
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献