锐钛矿型二氧化钛复合物的制备与光催化性能研究

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1、万方数据硕士学位论文学校代码10533密级公五锐钛矿型二氧化钛复合物的制备与光催化性能研究StudyonthepreparationandphotocatalysisofanataseTi02-basedconlposite作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期加f啦}l加王雅芝应用化学光催化化学化工学院唐有根教授答辩委员会主席参』终中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：墨蜀垫——日期：盟年』月丝日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：导师签碰丝乡日期：逸!兰年

3、!月望日万方数据锐钛矿型二氧化钛复合物的制备与光催化性能研究摘要：在诸多光催化材料中，Ti02因具有性质稳定、无毒、抗光腐蚀等优点被广泛应用于光催化领域。而锐钛矿型Ti02被认为具有更高的光催化活性，因此本文以提高Ti02的光催化效率为目的，研究了具有高催化活性的二元以及三元锐钛矿型Ti02复合光催化剂的制备方法及工艺条件，并采用xRD、SEM、DRS等多种手段对其结构、形貌、光吸收特性进行了表征，研究了其光催化行为。具体结果如下：(1)以硫酸钛为钛源，六水合硝酸锌为锌源，添加

4、玎ⅥTA为羟基缓释剂，采用水热．无模板法得到了得到分布均匀且大小约为o．5～1um的Ti02一ZnO．

5、zn2Ti04复合微球。在180oC下水热反应9h时得到的复合微球，在紫外下25min内降解M0的脱色率以及表观反应速率分别为88．4％和8．131×10～min～。Ti02和Ti02．ZnO．Zn2Ti04复合微球的带隙分别为3．24eV与3．14eV，发生了少许红移。(2)以尿素和氟化铵为添加剂，通过一步无模板法合成了由纳米颗粒组成、粒度分布均匀，大小分布为O．5~2岬左右的znO／Ti02空心球。通过两种半导体的复合可使Ti02的带隙从3．16eV转移至2．80eV。znO／Ti02空心球(180oC，6h)的比表面为55．985m2·g～，平均孔径为8．5nm，孔径范围在

6、2．13nm之间，并根据N2吸附脱附曲线类型可推知该ZnO／Ti02复合空心球为介孔材料。在180oC条件下反应6h得到的znO／Ti02样品具有较分散的空心球结构，在紫外光以及可见光下的表观反应速率分别为10．19×10一min。1和7．46×10。3min一。(3)以NH4F中间产物邯和Ti(S04)2水解中问产物为质子化条件，以NH4F和尿素中间产物为羟基缓释剂，得到g．C3N4／Ti02复合材料。Ti02，g—C3N4与g．C3N4／Ti02的带隙值分别为3．19eV，2．67eV和2．70eV，g—C3N4厂ri02较Ti02吸收边发生了红移，且在吸收强度较其他两者都大

7、。水热温度为150oC时得到的g—C3N4／Ti02具有更高的光催化活性，其可见光下脱色率与表观反应速率分别为94．1％和15．42×10。min～，光电流值约为50¨～cm～。关键词：二氧化钛，锐钛矿，光催化降解，复合光催化剂，甲基橙分类号：28万方数据StudyonthepreparationandphotocatalysisofanataseTi02_basedcompositesAbstract：Ti02isthemostwidelyusedoneamongVaryingphotocatalysts，withtheadVantagesofhighstabili够，non—

8、toxicityandcorrisionresistallt．Besides，anataseTi02showsabetterphotocatalyticperfomancethanothertypes．Forpu单oseofimproVingtheseparatione币ciencyofphoto—inducedcarrierandextendingli曲tabso叩tionofTi02totheVisibleregion，theprepara“onandprocesscondi