tiolt2gt纳米针和载银tiolt2gt的制备及光催化性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要n02光催化材料以其强氧化性、光诱导超亲水性、无毒性和长期稳定性在环境净化方面表现出重要的应用前景。然而，由于H02的光生载流子的复合速度快，量子产量低，禁带宽度较大，光谱响应范围窄，不利于太阳光中可见光部分的有效利用，这些都严重限制了丽02光催化材料的推广应用。因此，为了提高光催化材料的活性，本文开展了以下几个方面的研究工作。以双氧水胶溶面c14的水解产物得到的过氧钛酸溶液为前驱物，用水热法在100℃左右制备了锐钛矿n02纳米针水溶胶。对溶胶40℃下干燥后的粉末进行分析表明：生成的溶胶颗粒为锐钛矿纳米针状，直径10rim左右，长度50rim左右，随着水

2、热温度升高和水热时间延长，晶粒略有长大，结晶度趋于完善，光催化活性增强，在105℃下水热处理12h或者95℃处理24h所得的砸02样品，其光催化活性超过P25粉。加入表面活性剂CTAB有助于n02溶胶纳米针的结晶和沿c轴方向的择优生长，并有利于胶粒在水溶液中的均匀分散。通过n02溶胶直接降解甲基橙溶液的实验可知，制得的溶胶在太阳光下具有良好的光催化性能。另外，本文还解释了纳米针溶胶在水热环境下的生长机理。通过水热法在125"(2下制备出了锐钛矿纳米面02粉体，利用光还原法在n02粉体表面负载银。银的负载提高了豇02对甲基橙在紫外光和可见光下的氧化脱色能力，最佳载银量为2％(atom

3、ic％)，过高的负载量反而会降低砷D2光催化降解甲基橙的活性。最后从能带结构角度解释了Agri02光催化过程和其机理，对Ag的作用作了详尽的分析。本文用光还原法在五02纳米针溶胶中制各出了立方晶相Ag纳米粒子，通过对溶胶吸收光谱和TEM的分析，对Ag／Ti02体系的形成过程进行了研究。关键词：Ti02；银；纳米针；水热法；光还原法；光催化活性武汉理工大学硕士学位论文AbstractIthasbeenwidelyacceptedthatTi02canbeusedinenvironmentalpollutanttreatmentduetoitsstrongoxidizingabilit

4、y,photoinducedhydrophilicity,nontoxicity,andlong-termphotostability．However,onlytheultravioletpartinsolarlightClLtlbeusedbecauseofthewidebandgapenergies(>3．2eV)，andthequantumyieldofpuren02isalsoverydifficulttobeincreasedbecausemostofthephotogeneratedelectronsandholesrecombinateagaininveryshort

5、timebeforeinterfacetransferring．Thoseinla'insicdrawbackshavelimitedtherealapplicationinfuture．Therefore，ithasbecA3meahotspotofphotocatalysistoprepareTi02withhighactivity．Firstly,theperoxotitanicacidsolutionprecursorwasobtainedusingTiCl4andH202．ThenT102nanoneedlesobweresynthesizedbYhydrothermal

6、izhgthepel"OXOtitanicacid聊ursoratlowtemperature,andcb卸旧a【edzedbyXRDandTEM。TheresultsshowthattheTi02hydrosoliscomposedofanatasenanoneedlesv“thaveragesizeof10rimindiameterand50nminlength．Withtheincreaseofhydrothermaltemperatureandtime，the咖sizegrowedandcrystallinitybecamemoreperfectThephotocataly

7、ticactivitywasevaluatedusingthe89etonephotodegradationillumiminatedbyultravioletlightatroomtemprature．Itwasfoundthatincreasingthehydrothermaltemperatureandtimeishelpfult0improvethephotocatalyficactivity．T1蚰sampleshydrothermalizedat105℃f