TiO2纳米复合物的制备及性质研究

论文摘要

纳米Ti02具有良好的光催化性能,可以将卤代烃、酚类以及空气中的甲醛、丙酮等有机污染物分解为二氧化碳和水,在水质净化、大气污染治理等方面具有宽广的应用前景。然而,纯纳米Ti02在实际应用中存在一些缺陷,如纯Ti02带隙较宽,光吸收仅限于紫外光区,并且纯Ti02粉末细小,不容易回收再利用,在水体中易造成二次污染。新型纳米Ti02复合材料可以克服这些不足。本论文采用改进的水浴超声法,以钛酸四丁脂为基本原料制备了多种Ti02纳米复合物,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、紫外—可见光谱（UV-vis）等对产物进行了表征,并测试了产物的光催化性质和回收再利用效果。论文主要内容如下：1.二氧化钛／氧化亚铜纳米复合物的制备和光催化性质采用改进的水浴超声法,在超声条件下将钛酸四丁酯加入硝酸铜水溶液中搅拌均匀,水浴超声60 min后用水合肼还原,将反应产物洗涤后80℃烘干,即得二氧化钛／氧化亚铜纳米复合物。分别用SEM、XRD等手段对产物进行表征,结果表明：颗粒状产物中的二氧化钛为锐钛矿相,氧化亚铜为立方晶相。研究了在日光下产物对亚甲基蓝的降解效果,讨论了超声时间、硝酸铜的用量等对产物性质的影响。2.二氧化钛／粉煤灰纳米复合物的制备和光催化性质将钛酸四丁酯和粉煤灰加入水中,混合后水浴超声30 min,将产物洗涤后80℃烘干,即得粉煤灰/Ti02纳米复合物。所得产物分别用SEM、XRD、UV进行表征,结果表明：复合物中的Ti02纳米粒子附着在粉煤灰颗粒表面,二者复合后有较好的光催化活性,且易回收再利用。3.二氧化钛／氧化亚铜／粉煤灰纳米复合物的制备和光催化性质采用水浴超声法,以钛酸四丁酯、硝酸铜和粉煤灰为原料,水浴超声30 min后用水合肼还原,将反应产物洗涤后80℃烘干,即得二氧化钛／氧化亚铜／粉煤灰纳米复合物。分别用SEM、XRD、UV-Vis、XPS等对产物进行了表征。催化实验结果表明,该三元复合物比粉煤灰/TiO2纳米复合物的光催化效果好,通过研究硝酸铜加入量对产物光催化性质的影响,得出复合物的最佳组成。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 纳米复合材料
• §1.3 纳米复合材料的分类
• 2及其复合物的制备'>§1.4 纳米TiO₂及其复合物的制备
• 及其复合物光催化性质的研究进展'>§1.5 纳米TiO_及其复合物光催化性质的研究进展
• 2光催化反应的机理'>1.5.1 纳米TiO₂光催化反应的机理
• 1.5.2 纳米TiO2复合物的光催化反应机理
• §1.6 光催化氧化技术的应用
• §1.7 课题的提出和研究内容
• 参考文献
• 2-Cu₂O复合物光催化剂的制备及性质研究'>第二章 纳米TiO₂-Cu₂O复合物光催化剂的制备及性质研究
• §2.1 引言
• §2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2'>2.2.2 水浴超声制备锐钛矿TiO₂
• 2/Cu₂O复合物的制备'>2.2.3 TiO₂/Cu₂O复合物的制备
• 2.2.4 产物表征
• 2.2.5 光催化实验
• §2.3 结果与讨论
• 2.3.1 表征结果
• 2.3.2 光催化实验结果
• §2.4 超声时间对产物的影响
• §2.5 铜加入量对产物的影响
• §2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 纳米二氧化钛/粉煤灰复合材料的制备及光催化性质
• §3.1 引言
• §3.2 实验
• 3.2.1 试剂和仪器
• 2/粉煤灰纳米复合物的制备'>3.2.2 TiO₂/粉煤灰纳米复合物的制备
• 3.2.3 产物的光催化性质测试
• §3.3 结果与讨论
• 3.3.1 扫描电镜（SEM）
• 3.3.2 X-射线衍射（XRD）
• 3.3.3 固体紫外吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）
• 3.3.4 光催化性质研究
• 2加入量对TiO₂/粉煤灰性质的影响'>3.3.5 TiO₂加入量对TiO₂/粉煤灰性质的影响
• 3.3.6 超声时间对TiO+2/粉煤灰性质的影响
• §3.4 光催化机理
• §3.5 结论
• 参考文献
• 2-粉煤灰-Cu₂O复合物光催化剂的制备及性质研究'>第四章 纳米TiO_2-粉煤灰-Cu₂O复合物光催化剂的制备及性质研究
• §4.1 引言
• §4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂和仪器
• 2-粉煤灰-Cu₂O'>4.2.2 还原法制备TiO₂-粉煤灰-Cu₂O
• 4.2.3 产物表征
• 4.2.4 光催化实验
• §4.3 结果与讨论
• §4.4 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢