具有可见光响应的tio_2微珠复合粉体的制备与性能研究

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1、分类号密蔹中国地质大学（北京）.硕士学位论文具有可见光响应的Ti02/微珠复合粉体的制备与性能研究学号：2003120001研.生：马佳翼专业：岩石矿物材料学研究方向：纳米矿物材料指导教师：郝向阳副教授2015年05月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：曰期：各丨关于论文使用授权的说明

2、本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。开•保密（一年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：Mf—导师签名：命、句阳日期：測矿‘6么分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文具有可见光响应的TiO2/微珠复合粉体的制备与性能研究学号：2003120001研究生：马佳翼专业：岩石矿物材料学研究方向：纳米矿物材料指导教师：郝向阳副教授2015年05月ADissertationSubmittedtoChinaUniversi

3、tyofGeosciencesforMasterDegreeResearchonthePreparationandPropertiesoftheVisibleLightResponsedTiO2/FlyAshCenospheresMasterCandidate:MaJiayiMajor:RockMineralMaterialsScienceStudyOrientation:Nano-MineralMaterialsScienceDissertationSupervisor:AssociateProf.HaoXiangyangChinaUniversityofGeos

4、ciences(Beijing)摘要为克服纳米二氧化钛能带隙较宽使其对太阳光的利用率极低，以及小的颗粒尺寸使其在实际应用中难分离、易团聚的缺点，并解决固体废弃物粉煤灰高附加值利用率低，大量排放对环境造成污染的问题。本论文利用硫酸氧钛水解法将纳米TiO2负载于粉煤灰微珠表面制备大粒径的TiO2/微珠复合粉体，探讨了包覆过程中各工艺参数对TiO2/微珠复合粉体包覆及光催化效果的影响，并通过化学沉淀法分别构建p-n异型异质结Ag2O/TiO2和n-n同型异质结WO3/TiO2来探究它们对TiO2/微珠复合粉体紫外及可见光催化活性的影响。研究表明，当水解温度为85℃，TiO

5、2负载量为30%，10wt%NaOH添加量为5mL，CTAB添加量为2g，搅拌速率为150r/min，经过750℃热处理的TiO2/微珠复合颗粒具有均匀致密的粒径在50-200nm的锐钛矿相TiO2包覆层，包覆层与基体之间紧密结合形成了Si-O-Ti的化学键。此外，TiO2/微珠复合颗粒比表面积较纳米TiO2提高了5倍以上，使其具有一定的吸附能力。通过对20ppm亚甲基蓝溶液进行光降解实验发现，TiO2/微珠复合颗粒具有良好的紫外光催化性能。在TiO2/微珠复合颗粒表面构建p-n型异质结Ag2O/TiO2可明显提高TiO2/微珠复合颗粒的紫外光催化性能，并使其吸收边

6、发生红移从而具有较好的可见光催化性能。m(TiO2:Ag2O)为4:1至1:1时，紫外光照射30min后Ag2O/TiO2/微珠复合颗粒对亚甲基蓝溶液可实现完全降解，m(TiO2:Ag2O)为1:6的Ag2O/TiO2/微珠复合颗粒可见光照射4h后降解率可达到80%以上。但是n-n型异质结WO3/TiO2的构建对TiO2/微珠复合颗粒紫外及可见光的光催化性能无明显改善，反而随着WO3沉积量的增加而降低，这是由于WO3极强的吸附性能影响了TiO2的降解效果。结果证明，TiO2/微珠复合颗粒微米级的颗粒尺寸可解决纳米TiO2实际应用中难分离的问题，并达到以废治废的效果。

7、在提高TiO2/微珠复合颗粒紫外和可见光催化性能方面，p-n型异质结Ag2O/TiO2比n-n型异质结WO3/TiO2具有更好的效果。关键词：二氧化钛，粉煤灰微珠，光催化，异质结IAbstractToovercometheweaknessesofnano-titaniumdioxide’swideenergygapwhichmakesitsutilizationofsunlightextremelylow,andthesmallparticlesizewhichmakesitdifficulttoseparateandeasytoreuniteinpractic