纳米光催化材料TiO2的低成本制备及改性的研究

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1、摘要摘要本文着重研究了以钦矿为原料低成本制备纳米Ti02粉体及提高Ti0:光催化活性的方法及工艺，并采用了X一射线衍射仪、紫外一可见光分光光度计、热分析仪等多种分析手段对所制备的Ti02粉体的性能进行了分析与表征。首先采用sol-gel法制备纳米Ti02粉体，考察了溶胶合成过程的主要制备参数对Ti02粉体性能的影响，应用X-射线衍射仪对其结构进行了研究，并对其光催化效果进行了研究，对光催化活性与晶粒尺寸的关系进行了分析。结果表明:在乙醇:钦酸丁酷为20(体积比)，酸:钦酸丁酷为0.2-0.4%(摩尔比)的条件下，制得的纳米Ti仇粉体具有较优的光催化效率。在上述实验的基础上，以硫酸法

2、钦白粉生产的中间产品—水洗后的偏钦酸为原料，采用硫酸氧钦溶液中和法，成功地制得了粒度可控、分布均匀的纳米TiO2粉体，并研究了相关反应条件，获得的较佳制备条件如下:水解T>-90'C，沉淀剂实际量3倍于反应所需量，F-10,锻烧温度为T-600'C。由于原料价格低廉，降低了制备成本。以钦酸丁酷和硝酸铁为原料，采用溶胶一凝胶法制备了不同铁、钦摩尔比的掺杂Fe3+的Ti02纳米粒子，探讨了掺杂对T102光催化剂催化活性的影响，实验证明了Fe'十的最佳掺杂盘为1.25%0关键词纳米Ti02粉体光催化溶胶一凝胶硫酸氧钦掺杂AbstractAbstractItwasstudiedasthef

3、ocusedpointinthistext,howtopreparenanometerpowdersofTiO2atlowercostwithtitaniumoreforrawmaterials,andhowtoimprovethephotocatalyticactivityofTiO2.Furthermore,thepropertiesofTiO2powderswhichwerepreparedinexperimentswereanalysedandcharacterizedbyusingXRD,UV/VISspectro-photometer,DSC-TGA,etc.First

4、ly,thenanocrystallinepowdersofTi02withvariousalcohol/estremolarrationswerepreparedbysol-gelmethod,inordertoinvestigatetheinfluenceofmainpreparationparameteronthepropertiesofTi02powders.TheanalysisexperimentstoanalysethephotocatalyticactivityofTi02werestudied,bywhichtheanalysisofthephotocatalyt

5、icactivityofTiO2wasdone.ItwasdiscussedabouttherelationofthephotocatalyticactivityofTi02andthesizeofcrystalline.Theresultsindicate:undertheconditionthatalcohol/estrevolumerationis20andacid/estremolarrationis0.20.4%,nanocrystallinepowdersofTi02areprepared,whosedimensionissmaller,sothephotocataly

6、ticactivityisimproved.Onthebasisofabovementionedexperiments,wi止hydratedtitaniumdioxideafterwater-washing一intermediateproductsinmanufacturingprocessoftitaniumwhitepigment妙sulphuricacidmethod,fortherawmaterials，adoptingTiOSO4solutionneutralizationprocess，nanometerpowdersofTiO2whoseisevenandcanbe

7、controlled，havebeensuccessfullymade.Therelevantreactionconditionswerestudied.Thefollowingisthebetterpreparingconditionswhichwere:(i)HydrolyzingT->900C，(ii)Amountofprecipitantisthreetimesoftheneedforreacting;(iii)F10;(iv)CalciningT-600'C