资源描述:
《二氧化钛负极材料》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划二氧化钛负极材料 浅谈纳米二氧化钛 纳米二氧化钛(Ti02)是一种重要的无机功能材料,由于其粒子具有表面效 应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质;其晶体具有防紫外线、光吸收性好、随角异色效应和光催化等性能;而且它的耐候性、耐用化学腐蚀性和化学稳定性较好,因此纳米二氧化钛被广泛应用于光催化、太阳能电池、有机污染物降解、涂料等领域。但纳米二氧化钛也有一定的局限性,可在纳米二氧化钛中添加合适的物质,对其进行改性。 1.纳米TiO2的制备目的-通过该培训员工可对
2、保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 纳米TiO2的制备方法一般分为气相法和液相法。由于气相法制备纳米TiO2有诸多缺点如:能耗大、成本高、设备复杂等,且条件苛刻,大大限制了其发展。液相法主要包括水解法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法、微波感应等离子体法等制备技术。而液相法能耗小、设备简单、成本低,是实验室和工业上广泛使用的制备方法。由于传统的方法不能或难以制备纳米级二氧化钛,而溶胶-凝胶法则可以在低温
3、下制备高纯度、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或多组分分子级纳米催化剂,在此仅介绍用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶。 溶胶一凝胶法制备纳米TiO2:是以钛的醇盐Ti(OR)2,(R为-C2H5、-C3H7、-C4H9等烷基)为原料。其主要步骤为:钛醇盐溶于溶剂中形成均相溶液,以保证钛醇盐的水解反应在分子均匀的水平上进行,由于钛醇盐在水中的溶解度不大,一般选用醇(乙醇、丙醇、丁醇等)作为溶剂;钛醇盐与水发生水解反应,同时失去水和失醇缩聚反应,生成物聚集成1nm左右的粒子并形成溶胶;经陈化、溶胶形成三维网络而成凝胶;干燥凝胶以除去残余水分、有机基团和有机溶剂,得到干凝胶;干凝胶研磨后煅烧
4、,除去化学吸附的羟基和烷基团,以及物理吸附的有机溶剂和水,得到纳米TiO2粉体。因为钛醇盐的水解活性很高,所以需添加抑制剂 来减缓其水解速度,常用的抑制剂有盐酸、醋酸、氨水、硝酸等。但在制备过程中要注意加水方式、水量、pH值、溶剂量、反应温度、拌速度等因素对凝胶形成的影响。 图1溶胶一凝胶法合成纳米Ti02的工艺流程 2.纳米TiO2的光催化的基本原理 TiO2之所以能够成为一种很好的光催化剂,是由于其特有的能带结构造成的。 TiO2满的价带和空的导带之间的禁带宽度(金红石型为eV,锐钛型为eV),目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可
5、提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 当吸收了波长小于或等于的光子后,它吸收的光子能量大于禁带宽度时,价带中的电子就会被激发到导带,在导带形成高活性的电子(e-),同时在价带相应产生一个带正电的空穴(h+),即生成电子-空穴对。TiO2表面的空穴可以和吸附 的水分子或羟基等发生一系列反应: TiO2+hv→h++e- H2O+h+→·OH+H+ O2+e-→·O2- ·O2-+H+→HO2· 2HO2·→O2+H2O2 H2O2+·O2-→·OH+OH
6、-+O2 有机物+·OH+O2→CO2+H2O+其他产物 生成的羟基自由基(·OH),超氧离子自由基(·O2-)具有很强的氧化分解能力,能够 将大部分有机物直接氧化为CO2、H2O和机矿化小分子。 3.纳米TiO2的表面性质 表面超亲水性 目前的研究认为,在光照条件下,TiO2表面的超亲水性起因于其表面结构的 变化在紫外光照射下,价带电子被激发到导带,电子和空穴向TiO2表面迁移,在目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制
7、定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 表面生成电子空穴对,电子与Ti4+反应,空穴则与表面桥氧离子反应,分别形成正三价的钛离子和氧空位。此时,空气中的水解离吸附在氧空位中,成为化学吸附水,化学吸附水可进一步吸附空气中的水分,形成物理吸附层。 表面羟基 相对于其它金属氧化物,TiO2中Ti-O键的极性较大,表面吸附的水因极化 发生解离,容易形成羟基。这种表面羟基可提高TiO2作为吸附剂及各种载体的 性能,为表面改性提