介孔tio2催化剂的制备及光催化应用开题报告

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1、本科毕业设计（论文）开题报告TiO2催化剂的制备及光催化应用1、研究背景1.1TiO2的性能许多化学反应的进行反应都需要一定的催化剂才能更好的进行反应，催化剂的研究能够很大效率的提高反省的效率、质量。为此，催化剂研究一直都是研究的重要话题。介孔TiO2是一种在紫外光照射下具有光催化活性的重要金属氧化物半体材料，在环境净化、催化氧化、光催化等方面有广泛的应用,作为一种新型功能材料，介孔TiO2在催化、吸附和分离等领域的广阔的应用前景，使其合成研受到人们的逐渐重视，各种不同类型的表面活性剂越来越多地应用.对TiO2的光催化性质研究表明,表面结

2、构可以明显提高介孔TiO2的光催化性能。目前制备介孔TiO2大都采用模板法,而模板剂一般都要通过高温去除,但温度过高孔道会塌陷,影响最终材料的使用性能.本文以非离子型表面活性剂TritonX-100为模板剂,采用水热法合成了介孔TiO2,产物中的模板剂在低温下用萃取法就能全部去除,避免了高温焙烧对孔道结构的影响,同时考察了各种制备条件对样品光催化活性的影响,制备出具有优良可见光光催化性能的介孔TiO2.1.2介孔TiO2的光催化性能及常见金属的加入影响催化剂光催化的影响是当今的热门话题，优点是无污染，效率高适合当今的世界发展，而且符合当今

3、世界发展的话题，能够可持续利用。光能的利用是当今的重要能源，许多国家都在尽可能的运用光能用于自己的发展。介孔TiO2在光催化作用下反应效率大大的提升，是一种很好的光催化剂。介孔TiO2催化剂中加入某些金属或者金属化合物也能够大大的提高催化效率，是一个值得研究的课题，以便于运用于化学反应中，大大的提高反应效率。国内外研究状况自1992年MCM-41型硅基介孔材料被首次报道以来，介孔材料以其均一可调的大孔径、高比表面积、周期有序的孔排列等特性引发了科研人员的研究热潮。经过十多年的不懈探索，硅基介孔材料的合成方法、机理以及应用研究都取得突破性的

4、进展，且日臻成熟。近年来为了弥补氧化硅的化学惰性所带来的限制，人们又不断尝试向非硅基材料拓展。作为非硅基材料的主要类型，过渡金属氧化物由于具有氧化还原活性、多变的价态以及稳定性好、耐腐蚀、耐高温等特点，使其不仅在催化、吸附领域有着巨大的应用前景，而且在传感、电磁、光电领域也显示出了硅基材料所不能及的应用价值。1994年，Ulrike等首次将广泛用于硅酸盐体系的介孔材料合成方法应用到过渡金属氧化物，可由于无法成功去除模板剂，仅止步于合成介观材料，没有形成真正意义上的介孔材料。但这依然引起了人们对该类材料研究的热情，之后关于介孔过渡金属氧化物

5、的报道开始不断涌现。赵东元等有关简单（1）、通用的介孔金属氧化物合成方法的报道更加促进了介孔金属氧化物的合成。本文作者将主要从合成方法角度综述了几种典型的介孔过渡金属氧化物材料的研究进展，简要回顾了过去具有代表性的研究成果，详细介绍了最新的合成方法，最早对介孔过渡金属氧化物的探索起源于介孔TiO。1995年，Ying（2）等通过溶胶-凝胶过程合成了六方结构的氧化钛介孔材料。这是人们第一次获得去除表面活性剂后依然保持介孔结构的非铝基、非硅基介孔材料，为新型介孔材料的出现开辟了新天地。因此，相对于其它过渡金属氧化物，介孔TiO2的研究更加深入

6、、成熟。软模板水系合成是制备硅基介孔材料应用最广泛、相对较成熟的方法，故在介孔过渡金属氧化物的研究初期也被普遍采用。Antonelli以异丙醇钛为前体，十二胺为结构导向剂，经高温水热老化、后续热处理等过程，首次合成出不含磷酸盐、具有可识别X衍射图样、比表面积高达700m2/g的介孔TiO2。后期在封闭管式炉中长达10天的热处理，促进了水分的蒸发，使孔壁进一步缩合，变得坚固，从而阻止了孔道的坍陷，保留了完整的介孔结构。Yue等以三嵌段共聚物为模板剂、Ti(OC2H5)4为前体、CeCl3为稳定剂，通过中性模板途径，即非离子型模板剂与过渡金属

7、源之间通过氢键作用在水溶液中进行自主装，合成出具有晶体骨架的有序介孔TiO2。因为采用嵌段共聚物为模板剂，合成的材料具有高水热稳定性以及较厚的孔壁。由于多数金属离子在水溶液中存在剧烈水解问题，使其未与表面活性剂作用便水解沉淀，为此人们尝试用有机溶液替代水，通过软模板非水体系来合成介孔金属氧化物。Sung等采用溶剂挥发自组装法，以嵌段共聚物F127为模板、TiCl4为钛源、乙醇为溶剂，经过老化、焙烧过程合成出介孔TiO2。同时他们发现模板剂浓度会对材料的有序度、比表面积、孔容产生重要的影响。传统溶胶-凝胶法该方法的采用可以大大缩短合成时间。

8、并且他们首次将其应用于血红蛋白固定领域，实验表明该材料不但改板剂协同作用下，通过自组装过程来合成介孔材料，特别适用于介孔金属、金属氧化物的合成Polleux等采用该方法，将TiCl4滴入苯甲醇