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1、纳米晶TiO2纤维的制备及光催化水处理研究摘要本实验以四氯化钛、乙酸钾和乙酰丙酮为原料,按照一定比例溶解于无水甲醇后混合,采用溶胶・凝胶法制备溶胶纺丝液后甩丝，得到乙酸太前驱体纤维，将纤维加热到一定温度进行热处理得到强度较好的TiO2纤维。利用DSC、XRD、IR、SEM对纤维进行检测,表征纤维的成分与结构。将纤维置于X-3B活性艳红溶液中，分别在太阳光与紫外光下进行光催化活性的实验。综合强度与光催化活性得出结论：TiCI4:乙酰丙酮二1:1、添加适量去离子水制备得到的纤维强度与光催化活性最佳。9043关键词TiO2纤维制备方
2、法结构表征光催化活性毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleSi-dopedmesoporousTi02continuousfibers:PreparationbycentrifugalspinningandphotocatalyticpropertiesAbstractTitaniumdioxidefibersplayanimportantroleindealingwithfoulwater,butrelevantliteratureonthepreparationoftitaniumdioxidefibersisnotco
3、mmonhomeanabroad.Inthisexperiment,weusetitaniumtetrachloride,potassiumacetateandacetylacetoneasrawmaterials,withdissolvedinmethanol,thenmixthemaccordingtoacertainpercentage.ToprepareSolspinningsolutionbySol-Gelfafterthattospuntogetprecursorfiber.Makethefibersheatedt
4、oatemperatureinordertogetbetterTiO2fiber.TocharacterizethefiberwithDSC,XRDfIRandSEM.PlacethefiberinredX-3Bsolution,inthesunlightandUVrespectivelytoconductthephotocatalyticactivityexperiment.Integratedintensityandphotocatalyticactivityconclude:fiberpreparedbyTiCI4:ac
5、etylacetone=1:1withwaterwasthebest.MethodCharacterizationPhotocatalyticActivity目次1引言11.1TiO2光催化机理［5>6］11.2TIO2纤维光催化性能影响因素2早期的时候斥斗学家们研究的是二氧化钛纳米粉体,作为水处理材料，纳米粉体需要负载才可以投入使用。但是纳米Ti02悬浮相体系存在着催化剂易失活、易凝聚、难回收及光能利用率低等弊端,—定程度上限制的纳米二氧化钛的应用［2］。于是，二维的纳米纤维就进入了各国研究员的视线。Ti02纤维是一种具有多
6、晶结构的氧化钛纤维，其光催化能力通常随着晶粒粒径的减小而增加，当粒径在1300nm时可产生表面效应和量子效应，粒径在5-50nm时光催化能力最强⑶。Ti02纤维可以作为光催化剂、触媒和酶的载体、吸附材料等，因此具有很高的应用价值［4］。1.1TiO2光催化机理[5>6]TiO2光催化是以n型半导体能带理论为基础，半导体具有与金属不同的不连续能带结构，一般由填满垫电子的低能价带和空的高能导带构成，价带和导带之间存在禁带。当收到能量等于或大于其禁带宽度的电子照射时，将产生电子■空穴对。二氧化钛是一种N型半导体金属氧化物，禁带宽度为
7、3.26eV,当其吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后，价带上的电子被激发跃迁至导带，形成带负电的高活性电子（&）,在价带上产生相应的空穴（h+），并在电场作用下迁移到二氧化钛表面不同位置。高活性的e■具有很强的还原能力，可与气相中的02反应生成02-自由基，实现对吸附到二氧化钛表面的气体有机物的氧化分解，而分布在表面的光生空穴则具有很强的氧化能力，可将吸附在二氧化钛表面上的0H和H20分子氧化成活泼的•0H自由基。•0H自由基具有极强的氧化能力,以被公认为是水体中反应活性最强的氧化剂，能无选择性的氧
8、化水中的有机物及部分无机污染物,可以吧许多有毒有害、难降解的有机氧化物化为有机小分子，并可最终将其降解为C02,水和相应的无机离子等无害物质，实现完全矿化。此外，许多有机物的氧化电位较二氧化钛的价带电位更负一些，这样的有机物吸附于二氧化钛表面时，也能直接为h+所氧化。1.3.
