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《四川大学》 2002年
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TiO_2光催化剂的制备及其降解甲酸、甲基橙的性能研究

刘俊  
【摘要】: 近年来,半导体光催化剂在水和空气中的污染物降解方面的应用引起了各国研究者极大的兴趣。在众多半导体光催化剂中,二氧化钛(TiO_2)因其光催化活性高、稳定性好而倍受关注。 本文对TiO_2纳米粒子和玻璃负载的TiO_2薄膜的制备方法进行了研究。以四氯化钛为前驱物的溶胶—凝胶法是制备TiO_2粒子最简便的方法;首次采用冰醋酸作为分散剂,减轻了粒子的烧结程度,制得分散良好的TiO_2纳米粒子;以钛酸丁酯制备涂膜溶液,采用旋转涂膜工艺,制得均匀透明,与基材结合牢固的TiO_2光催化膜。 运用热重/差热(TG/DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等各种分析方法对热处理过程、光催化剂的晶型、粒子形貌进行了测定和表征,用紫外—可见分光光度计测定了TiO_2溶胶的吸收光谱。对甲酸和甲基橙溶液进行光催化降解,考查了催化剂的活性,并确定了各种因素对反应的影响。 为了提高光催化剂的活性,本文对TiO_2掺杂体系也进行了研究。采用溶胶—凝胶法引入掺杂离子,分别制备了掺杂Zr、Sn、Fe、Ag的TiO_2粒子和玻璃负载的TiO_2膜,其中各种掺杂的TiO_2膜的制备是首次报道。通过光催化降解甲酸和甲基橙的反应,测试了各种掺杂体系的光催化活性。结果发现,在TiO_2悬浮体系中,掺杂的TiO_2粒子的光催化活性各有高低,其中掺杂Ag的TiO_2粒子活性很高,而掺杂Sn、Pe的TiO_2粒子活性反而降低,掺杂的浓度对活性有很大的影响;而在TiO_2膜光催化体系中,各种掺杂的TiO_2膜的催化活性都有一定程度的提高;在两 种体系中,掺杂Ag的TIO。都表现出了很高的催化活性,原囚在于掺杂的Ag的存 在形态与其它几种掺杂元素不问,而且Ag的存在更有利于O。对电子的俘获。 最后,对 TIOZ悬浮光催化体系和 TIOZ膜光催化体系进行了比较,TIOZ膜光催 ”化体系由于不需要对催化剂进行分离口收,催化剂的重复使用性也好,因此具有 很广阔的应用前景。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O643.3

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