探究介孔二氧化钛的制备与性能研究

《探究介孔二氧化钛的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中南大学硕士学位论文介孔二氧化钛的制备与性能研究姓名：杨秋文申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘素琴20081130摘要介孔材料以其孔道大小均匀、有序排列且孔径连续可调、巨大的比表面积等独有的特点以及在催化、吸附、分离、纳米材料制备及光、电、磁等诸多领域潜在的应用价值，而迅速引起国际材料科学界的极大关注，成为新材料领域的一个研究热点。介孔Ti02具有较大表面积和孔容积，使其具有普通Ti02粉体无法比拟的优良吸附性能和光吸收性能，是一种很有应用潜力的高活性光催化材料。本文采用水热法、以钛酸四J下丁酯为钛

2、源，十八烷胺为模板剂制备了锐钛矿介孑LTi02。研究了水热温度、水热时间、煅烧温度等因素对样品介孔结构的影响。并采用XRD、TEM、N2等温吸附．脱附测试、DTA．TGA、紫外．可见漫反射等手段对样品进行表征。实验结果表明，当水热温度150℃，水热反应时间为20h，煅烧温度为450℃时，所制备的介：YLTi02具有最大的比表面积。该条件下所得样品的比表面积为201．3m2·g～；平均孔径为4．3nm，孔径分布较窄；孔容积为0．259cm3／g。其对甲基橙的光降解反应速率常数为0．096min一，高于P25。采

3、用溶剂热法，以钛酸丁酯为前驱体，十八烷胺为模板剂制备TFe(III)掺杂Ti02介孔材料。采用TEM，XRD，N2等温吸附．脱附测试，TGA．DTA，IR，XPS，UV-vis漫反射等手段对样品进行了表征。结果表明，Fe掺杂Ti02介孔材料的蠕虫孔道结构实际上是有Ti02纳米晶排列。Fe掺杂量为1．0at．％的样品的最可几孔径为3．9nm，孔容积为0．147cm3／g，比表面积为151．2mz／g。Fe掺杂介孔Ti02对甲基橙的光催化降解性能受至lJFe含量的影响。当Fe掺杂浓度为1．0at．％时，样品具有最

4、高的光催化活性，其对甲基橙的光降解反应速率常数为0．13min一，是未掺杂样品的1．86倍。Fe掺杂增强介孔Ti02光催化活性的原因是Fe掺杂不仅可以减小Ti02的禁带宽度，而且掺杂Fe”可以抑匍JTi02光生电子和空穴的复合，提高Ti02的量子效率。另外Fe掺杂也可减／JxTi02的晶粒尺寸，有利于提高Ti02的光催化活性。但过量的Fe掺杂反而会降低介孔Ti02的光催化活性。关键词：水热法；溶剂热法，Ti02；介孔；Fe：掺杂；光催化虫廖太堂亟±堂僮论塞．．一△旦墨墅坠￡IABSlKACJ’Mesoporo

5、usmaterialshaveattractedalotofattentionduetotheirparticularcharacteristicssuchasthesizeuniformity，orderedarrangementandcontinuousorderlinessofthemesopores，aswellasthehugesurfaceareas．Theforegoingcharacteristicsandthepotentialsofmesoporousmaterialsinthecatal

6、ysis，adsorption,separation，andpreparationofnanomaterialshavemakeitaresearchinghotspotinthematerialsciencefield．MesoporousTi02iswidelyregardedasaphotocatalystwithhighactivityduetoitslagersurfaceareaandporevolume，aswellasbetteradsorptionandlightabsorptionperf

7、ormancecomparedwiththoseofconventionalTi02powders．Inthepresentpaper，anatasemesoporousTi02WaspreparedbyahydrothermalprocesswithTi(OBu)4asastartingmaterialandoctadecylamineastemplate．Theeffectsofthehydrothermaltemperature，hydrothermaltime，andcalcinationtemper

8、atureonthemesoporousstructureofthesamplehavebeeninvestigated．ThesampleswerecharacterizedwithXRD，TEM，N2adsorption-desorptionmeasurements，DTA-TGA．andUV-Visdiffusediffraction．Theresultsshowedthatthemesopo