水热法制备不同形貌纳米二氧化钛及其影响因素分析

论文摘要

本文以水热条件下制备不同形貌的纳米二氧化钛为主要内容,利用XRD,TEM,FT-IR对所制备的纳米材料进行形貌和结构表征,采用罗丹明B的降解反应为光催化反应模型,对制备的样品进行光催化活性表征,对水热条件下不同因素对TiO2纳米材料的形状及光催化活性的影响机理进行探讨。以四丁基氢氧化铵为胶溶剂,采用水热法制备出不同形貌的纳米二氧化钛,结果表明,[N]/[Ti]比和三乙醇胺的加入对样品的形貌及产品活性影响较大,当[N]/[Ti]为0.125,添加TEOA时,制备的样品颗粒比较均匀,尺寸为150×30nm,样品表现出比较高的光催化活性。分别以甲苯和氨水作为溶剂,考查了反应溶液极性对制备纳米晶体形貌和结构的影响。研究结果表明采用甲苯作为溶剂制备出的样品呈纺锤形,颗粒大小均匀,但是颗粒之间相互团聚。当采用氨水作为溶剂时,制得样品呈棒状颗粒。光催化实验表明,利用氨水为溶剂得到的样品的光催化活性略高于以甲苯为溶剂制备的样品。利用不同碳链长度的多元铵溶液为胶溶剂,考查了多元铵碳链长度对制备样品形貌及其活性的影响,结果表明所得纳米颗粒均为锐钛矿型,且样品结晶度高。以短链多元铵为胶溶剂制备得到的样品颗粒较小,比表面积大,呈现的光催化活性较高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 纳米材料研究历史及其特征
• 1.1.1 纳米材料及其分类
• 1.1.2 纳米材料的特性
• 1.1.3 纳米材料的化学活性
• 2制备方法及其应用'>1.2 纳米TiO₂制备方法及其应用
• 2 制备方法的研究'>1.2.1 TiO₂制备方法的研究
• 2 的应用'>1.2.2 纳米TiO₂的应用
• 2形状控制的研究'>1.3 纳米TiO₂形状控制的研究
• 1.3.1 纳米结构构筑办法
• 1.3.2 形态控制办法
• 1.4 不同形貌的纳米二氧化钛制备与研究
• 1.4.1 二氧化钛纳米线
• 1.4.2 二氧化钛纳米管
• 1.4.3 二氧化钛纳米片
• 1.5 光催化活性的研究与应用
• 1.5.1 光催化原理
• 1.5.2 光催化应用
• 1.6 本文工作开展目的及意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验方法
• 2.1.1 不同形貌的纳米二氧化钛制备
• 2.1.2 胶溶剂对制备锐钛矿纳米二氧化钛的影响
• 2.1.3 溶液极性对制备过程及产品性能的影响
• 2.2 纳米材料表征手段
• 2.2.1 X 射线粉末衍射（XRD）
• 2.2.2 透射电镜（TEM）
• 2.2.3 扫描电镜（SEM）
• 2.2.4 紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）和725 型紫外分光光度计
• 2.2.5 红外光谱仪（FT-IR）
• 2.3 光催化反应实验
• 2.3.1 光源
• 2.3.2 实验装置
• 2.3.3 光催化评价
• 2.3.4 反应装置的操作
• 第三章 水热法制备不同形貌的纳米二氧化钛及影响因素分析
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器和设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 样品表征
• 3.3 样品表征与分析
• 3.3.1 XRD 结果分析
• 3.3.2 TEM 结果分析
• 3.3.3 FT-IR 结果分析
• 3.3.4 光催化性能分析
• 3.4 本章小结
• 2中的作用'>第四章 胶溶剂在制备不同形貌的锐钛矿型纳米TiO₂中的作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器和设备
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 样品表征
• 4.3 同浓度的不同胶溶剂对制备样品的影响
• 4.3.1 XRD 分析结果
• 4.3.2 TEM 分析结果
• 4.3.3 FT-IR 分析结果
• 4.3.4 光催化性能分析结果
• 4.4 不同浓度条件同一胶溶剂对制备样品的影响
• 4.4.1 XRD 分析结果
• 4.4.2 TEM 分析结果
• 4.4.3 FT-IR 分析结果
• 4.4.4 光催化性能分析结果
• 4.5 胶溶剂在晶体成长过程中的作用
• 4.5.1 不同实验阶段溶胶剂的FT-IR 变化图
• 4.5.2 溶胶剂作用原理
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢