论文摘要
本文以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料，采用溶胶凝胶法制备出了纳米TiO2-SiO2复合光催化剂。研究了热处理温度、时间、反应物配比和醋酸的加入量等因素对复合催化剂结构和性质的影响，并通过XRD、SEM等手段进行表征。结果表明：合成的复合催化剂中TiO2粒径为12.3nm左右，比表面积为185.32m2／g。利用光催化降解甲基橙的实验研究了纳米TiO2-SiO2复合粒子的光催化活性，光催化甲基橙反应3h后的降解率达到88.3％。在溶胶凝胶法制备纳米复合TiO2粒子基础上，以石英玻璃为基板制备出纳米TiO2-SiO2复合薄膜，并采用程序升温对薄膜进行了热处理，研究了升温速率、热处理温度、前驱物配比等对复合薄膜的结构和性能的影响。采用XRD、金相显微镜等手段对复合薄膜进行表征，结果发现纳米复合薄膜具有良好的热稳定性。光催化降解甲基橙实验发现，纳米复合薄膜的光催化活性低于纳米TiO2-SiO2复合粒子，但明显高于纯纳米TiO2粒子。光催化反应3h后，纳米复合薄膜对甲基橙的降解率可达到82.1％。同时，对纳米复合薄膜和纳米复合粒子进行重复性实验发现，与复合粒子相比，TiO2-SiO2复合薄膜具有更加稳定的催化效率。在使用12次后，纳米复合粒子的催化效率由88.3％降低到73.2％，而纳米复合薄膜的催化效率仅由82.1％降低到79.8％。初步认为是，将催化剂制成薄膜后，不存在催化剂粒子间的遮蔽问题，可以有效提高光源的利用率，从而提高光催化活性。
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摘要Abstract目录1 绪论1.1 光催化材料概述2光催化材料'>1.2 TiO2光催化材料2光催化材料简介'>1.2.1 TiO2光催化材料简介2光催化机理'>1.2.2 TiO2光催化机理2制备方法'>1.2.3 纳米TiO2制备方法2光催化材料研究现状'>1.2.4 TiO2光催化材料研究现状2光催化材料'>1.3 纳米复合TiO2光催化材料2材料简介'>1.3.1 纳米复合TiO2材料简介2材料的合成'>1.3.2 纳米复合TiO2材料的合成2复合粉体的研究现状'>1.3.3 TiO2复合粉体的研究现状2薄膜'>1.4 纳米复合TiO2薄膜2薄膜简介'>1.4.1 纳米复合TiO2薄膜简介2薄膜制备方法'>1.4.2 纳米复合TiO2薄膜制备方法2薄膜研究现状'>1.4.3 纳米复合TiO2薄膜研究现状1.5 本论文的选题意义及主要内容1.5.1 本论文选题意义1.5.2 本论文主要内容2复合粒子的制备及其表征'>2 纳米TiO2复合粒子的制备及其表征2.1 实验部分2.1.1 实验原料2.1.2 实验设备2.1.3 实验过程2.1.4 表征手段2.2 制备方法对复合材料结构的影响2.2.1 X射线衍射分析2.2.2 结合牢固度2.3 结果与讨论2.3.1 热处理温度的影响2.3.2 热处理时间的影响2.3.3 硅钛比的影响2.3.4 水加入量的影响2.3.5 醋酸加入量的影响2.3.6 最佳结果表征2.4 本章小结2-SiO2复合薄膜的制备与表征'>3 纳米TiO2-SiO2复合薄膜的制备与表征3.1 实验部分3.1.1 实验原料及实验设备3.1.2 实验过程3.1.3 复合薄膜的表征3.2 结果与讨论3.2.1 溶胶配比对膜层开裂的影响3.2.2 热处理升温速率对薄膜开裂的影响3.2.3 醋酸的用量对薄膜开裂的影响3.2.4 升温速率对薄膜中有机物炭化的影响2晶型的影响'>3.2.5 热处理时间对薄膜中TiO2晶型的影响3.3 本章小节2复合催化剂光催化性能的研究'>4 纳米TiO2复合催化剂光催化性能的研究4.1 目标反应物的选择4.2 光催化降解实验4.2.1 实验试剂及仪器4.2.2 甲基橙溶液标准曲线的绘制4.2.3 实验方法4.3 结果与讨论4.3.1 空白实验4.3.2 催化剂添加量对光催化性能的影响4.3.3 催化剂对不同浓度甲基橙溶液的降解性能2-SiO2复合粒子光催化性能的影响'>4.3.4 制备条件对纳米TiO2-SiO2复合粒子光催化性能的影响2-SiO2复合薄膜光催化性能的影响'>4.3.5 制备条件对纳米TiO2-SiO2复合薄膜光催化性能的影响2粉体性能的对比'>4.4 纳米复合粒子与纳米复合薄膜、纯纳米TiO2粉体性能的对比4.4.1 光催化活性对比4.4.2 可重复性对比4.4.3 吸附特性及孔结构对比4.5 本章小结5 结论5.1 本文结论5.2 本课题的发展趋势及进一步研究建议致谢参考文献作者课题期间发表的论文
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