纳米二氧化钛的化学改性及其光催化性能的研究
纳米二氧化钛具有价廉、无毒、无光腐蚀性、光辐照时稳定等优点，被广泛用作光催化剂材料。但由于其只能在紫外光条件下响应，光催化效率有限，常常对其进行改性以提高其光催化效率，拓宽其光响应范围。常用的改性方法有掺杂改性、半导体复合、表面活化等，本文采用掺杂改性与表面活化两种方法对二氧化钛进行化学改性。
首先采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2，通过研究醇盐和水的不同滴加顺序、不同溶剂、pH值、煅烧温度等因素，得到最佳反应条件，制备出了粒径为9nm左右，比表面积为210.098m2/g的纯锐钛矿型纳米TiO2。然后对其进行掺铜改性（以商用的P25型TiO2作为对比），通过不同的表征手段对其性能进行研究，数据表明，掺杂的铜以CuO的形式存在，其理论最佳掺杂量为1wt％。掺铜改性后用H2O2对催化剂进行表面活化处理，使催化剂表面形成缺陷位，结果表明，催化剂带隙减小，活性比表面积增大。
采用光催化降解罗丹明B和光催化还原CO2两种方法对所有催化剂进行性能评价。研究发现，在两种性能评价体系下有相同的结论:自制TiO2的光催化活性优于P25型TiO2，且铜掺杂TiO2的活性优于铜掺杂P25-TiO2（相同铜掺杂量）。H2O2活化处理，能拓宽催化剂的光响应范围，提高催化剂活性。所有掺铜催化剂（活化前与活化后）的最佳掺铜量均为1wt％，其活性优于相应的未掺铜的二氧化钛的活性。
纳米二氧化钛;掺杂改性;表面活化;光催化性能;化学改性
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
王峰
2012
中文
TN304.21;TQ426.8
99
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）