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《华东理工大学》 2011年
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具有高能面的锐钛矿相TiO_2的制备、表征及光催化活性研究

于欢  
【摘要】:纳米TiO2因为有较高的光催化活性、稳定性好、无毒、价廉等许多优点而成为光催化领域的研究重点。高能面的TiO2因为具有高催化活性而显示出广阔的应用前景,目前已引起世界范围内科学家们的关注。对于锐钛矿单晶TiO2而言,其表面能大小次序为:{110}面(1.09 J/m2){001}面(0.90 J/m2){100}面(0.53 J/m2){101}面(0.44 J/m2)。因为锐钛矿相TiO2的{001}面活性高,所以通常情况下所制的Ti02大多是以低能稳定的{101}面为主的锐钛矿相TiO2,具有高表面能的{001}面在晶体生长过程中趋向于表面能最小,制备出具有高比例{001}面的锐钛矿相TiO2比较难。因此,本论文主要通过制备具有高活性面的{001}面,进一步提高TiO2的性能。 在本文第二章,利用液相沉淀法在低温下成功制备了由具有{001}面纳米粒子组成的层状结构锐钛矿相TiO2光催化剂。利用XRD、UV-Vis、SEM、TEM、XPS等方法对所制得样品进行了分析、表征。通过简单改变反应体系中异丙醇的量,对TiO2形貌进行有效控制,并探讨了异丙醇离子及水解过程中[BF4]-对形成锐钛矿相TiO2的影响。由于异丙醇离子以及[BF4]-的吸附,使锐钛矿生长过程中{001}面的生长受到抑制,将{001}面有效的保留了下来,所制得的锐钛矿相TiO2虽然比表面积不大,但是其光催化活性高于商用P25 (Degussa),表现出了较高的光催化性能。 在本文第三章,利用水热法在高温下合成具有{001}面和{110}面的锐钛矿相TiO2。利用XRD、DRS、SEM、TEM的方法对样品进行了表征。考察了体系中HF加入量对所得锐钛矿相TiO2形貌以及光催化活性的影响,结果表明体系中HF的加入量存在一个最佳值,用罗丹明B (RhB)进行光催化活性测试,发现样品有较好的紫外光催化活性,由于{001}面的保留使样品紫外光催化活性较高。通过沉积-沉淀法制备了Au/TiO2,负载Au的锐钛矿相TiO2表现出了较高的光催化活性。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O614.411

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【参考文献】
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