tio,2光催化剂的改性及应用

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1、安徽理工大学硕士学位论文TiO<,2>光催化剂的改性及应用姓名：曹怀宝申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王剑波20070601摘要本论文主要研究Ti02光催化剂的掺杂改性、制备及应用，内容分为五个部分。第一部分，采用溶胶．凝胶法，利用钛酸丁酯为原料，乙酰丙酮为抑制剂，制备纳米Ti02光催化剂，以对甲基橙的降解考察Ti02的光催化性能北研究制备条件对Ti02晶型结构、粒度及光催化活性的影响。从最佳制备条件来看，当pH为4，乙酰丙酮加入量为lml，水解温度为40℃，再于400℃煅烧并保温2h时生成的Ti02光催化性能最好，出现了以锐钛矿为主并含有少量金红石相的Ti02颗粒

2、；二氧化钛的投加量为O．59时，对甲基橙的降解效果最好，达到75％。第二部分，在第一部分的基础上，采用溶胶．凝胶法，以单一元素铁、钇、氮掺杂制备纳米级Ti02．以铁(FO对二氧化钛单掺杂改性。结果表明，Fc的掺杂有效地改善了Ti02的结构，表面带有更多的羟基；0．5wt％Fe掺杂，500"C煅烧，颗粒细小，出现混晶，光催化活性最佳，2h内可使97．6％的甲基橙降解。以研究较少的稀土钇09对二氧化钛单掺杂改性。结果表明，1wt％Y掺杂，500℃煅烧，对甲基橙的降解效果最好，达到98．7％；掺杂后有效地改善了Ti02的表面结构，表面羟基增多。以氮(聊对二氧化钛单掺杂改性。结果表明

3、，0．5％N掺杂，450。C煅烧，制各的N掺杂Ti02可见光光催化活性最高，对甲基橙的降解率达到72．3％；以二元元素共掺杂制备纳米级Ti02．以舻，Y“对二氧化钛共掺杂改性。结果表明，掺杂改变了Ti02结构组成，颗粒粒径变小；光吸收峰向长波移动，吸收能力增强；表面羟基增多：大大提高了对甲基橙的光催化降解，在Fe和Y的掺杂量分别达到0．2％和O．8％时，在1．5h内降解率达到99．3％。以Y“，N对二氧化钛共掺杂改性。结果表明，在可见光区有明显地响应；表面羟基大量增加；颗粒粒径变小；Y、N的掺量分别为0．8％和0．5％时，在1．5h内即可使甲基橙的降解率达到99．8％。第三部

4、分，利用机械力化学法以Fe(OH)3为改性剂对二氧化钛进行掺杂改性。当掺杂量为0．6wt％Fe(OH)3时，在40rain的时间内，随着球磨时间的增加，光催化性能提高，在70min时最大，达到86．2％；改性后，光生载流子得到有效地传输和分离，光催化性能得到改善。第四部分，负载Ti02催化剂研究。摘要采用溶胶．浸渍法制备沸石负载Ti02光催化剂。结果表明，沸石负载Ti02具有较好的稳定性，可重复使用；具有最佳负载量(2．98％)；沸石负载第一次的降解率为91．2％，以后都呈下降趋势，但仍在80％以上，说明具有重复使用的价值。采用溶胶．浸渍法制备氧化铝颗粒负载Ti02光催化剂。

5、实验表明，氧化铝颗粒光催化剂的活性再生性要好于纯1102：反应120rain负载型Ti02与非负载Ti02对甲基橙的光催化降解率分别达到99．7％和78．1％；催化剂再生实验的降解率则分别达到90．4％和57．3％。第五部分考察了Ti02对焦化废水的降解。光催化处理后废水达到GB8978．96规定的排放标准。在较高温度能达到较好的处理效果；当Ti02的加入量为100mg时，光降解效率最好；在低pH时，有利于光催化降解；当原水的浓度较低时，降解的速率较快。处理后，符合工业污水排放标准，表明其具有非常广阔的应用前景。图50表4参80关键词：二氧化钛；机械力化学；二氧化钛掺杂；共掺

6、杂分类号：150．3035II摘要AbstractThemodificationbydoping，preparingandapplicationoftitaniumdioxidehasbeenmainlystudiedinthepaper，whichcontenthavebeendividedintofiveparts．Infirstpart，nanometertitaniaphotocatalystwassynthesizedbymeansofSol—gelusingtetrabutyltitanateasmaterialandacetylacetoneasinhibito

7、rtostudyitsphotocatalyticperformancethroughdegradingmethylorange．Boththeinfluenceofsynthesisconditionontitaniacrystalstructure，granularityandtheinfluenceofcalcinationoncrystalstructurewerestudied．TheresultsshowthatwhentheamountofacetylacctoneisImlandtheh