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时间:2019-05-20
《钒氧化物负载介孔二氧化钛复合材料的合成与表征》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中文摘要自1972年Fujishima和Honda发现利用Ti02单晶电极可光解水制氢以来,Ti02因其光催化活性高、热稳定性高、抗光腐蚀等优点一直在光催化技术的研究中处于核心地位。另外对Ti02产生深远影响的是介孔材料的发现,由于特殊的纳米级孔道结构,介孔Ti02光催化技术具有更广阔的应用前景。但是其光谱响应范围窄、光量子产率低、使用条件苛刻等问题严重限制了Ti02光催化剂的大规模推广应用。但有研究发现过渡金属离子修饰是改善Ti02的光催化活性的有效途径之一。本文在合成介孔Ti02的基础上探索了V205负载对介
2、孔Ti02光催化活性的影响,并对复合材料进行了结构与物化性能上的表征分析。主要内容及结论如下:基于广义液晶模板机理合成的介孔Ti02具有颗粒状形貌和蠕虫状孔道,比表面积、孔容与平均孔径分别为158.7m2/g、0.095cm3儋与5.5nm。研究发现,在合成过程中添加酚醛树脂预聚体,可在一定程度上限制钛源水解速度和二氧化钛晶粒尺寸的长大,且碳的存在有助于蠕虫状介孔结构的形成与保持。基于“酸碱对”理论合成的介孔Ti02同样具有颗粒状形貌,比表面积、孔容与平均孔径分别为137.9m2/g、0.223cm3/g与5.9
3、nm。采用浸渍超声法对上述合成的两种介孔Ti02进行V205负载。分析表明,介孔Ti02主体材料的颗粒状形貌和介孔孔道在复合材料中得到良好的保留。浸渍超声可以使V205在Ti02上均匀的负载。复合材料对光的吸收边发生红移并且增加了对光的吸收强度。V205负载使得复合材料中存在着V对O的极化效应从而提高复合材料对光的吸收能力,导致禁带宽度的减小。‘在光催化活性的表征实验中,两种复合材料均表现出了比其主体材料更优异的染料去除率。在对结晶紫的光催化降解机理中发现,二者对结晶紫的光催化降解机理基本一致:在光照的初始阶段脱
4、甲基的机理占主导,随着光照时间的增加破坏共轭结构的机理成为主导因素。综上所述,介孔V205/Ti02复合材料有望在大气净化、污水处理等方面有良好的应用。关键词:浸渍超声,溶剂挥发诱导自组装,介孔Ti02,V205负载,光催化活性AbstractBecauseofitshighphotocatalyticactivity,thermalstabilityandhighcorrosionresistance,sinceFijishimaandHondadiscoveredthephenomenonthathydrog
5、encouldbegeneratedfromwaterbyTi02electrodein1972,Ti02hasbeenattheheartofthestudyofphotocatalytictechnology.AnothersignificantinfluencetoTi02Wasthesynthesisofmesoporousmaterials.Duetonano—sizedporousstructure,mesoporusTi02photocatalytictechnologyhasmuchbroader
6、applicationprospects.Howeveritsnarrowspectralresponserange,lowopticalquantumyieldandharshconditionsofuseseverelylimititslarge—scaleapplication.ItwasreportedthatdopingTi02withtransitionmetalisaileffectiveapproachtoimprovethephotocatalyticactivityofTi02.Sothisd
7、issertationstudiedtheeffectofV205loadedonthephotocatalyticactivityofmesoporousTi02.Theas—preparedcompositeswerecharacterizedbymodemtestingmethods.Theresultsandconclusionsalelistedasfollows:ThemesoporousTi02preparedbasedonthegeneralizedliquidcrystaltemplatemec
8、hanismpossessesparticlemorphologyandWOrm·likepores,itsspecificsurfacearea,porevolumeandaverageporesizeare158.7m2/g,0.095cmj/gand5.5am,respectively.Addingphenolicresininthesynthesisprocess
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