水热合成花状TiO2及光催化降解有机物

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jematrix
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二氧化钛因其具有强氧化性、较高的催化活性、稳定性好、无毒廉价等特点已成为研究热点。本文采用水热合成法,通过调变实验过程中反应浓度、时间和温度等反应条件,合成具有花状三维结构的二氧化钛纳米材料,并研究紫外光照射下其对有机物的降解情况。论文内容如下:一、本文采用水热法,将高纯钛粉、硝酸、双氧水与氢氧化钠溶液进行反应,制备出具有花状二氧化钛纳米结构。实验中随着双氧水浓度的增大,纳米结构的花瓣变宽;硝酸浓度越大,花瓣由片状向线状发展;增加氢氧化钠溶液的用量,纳米结构的花瓣变宽;延长反应时间,纳米结构的花瓣逐渐变长、变密;随着反应温度的升高,纳米结构的花瓣呈现先变宽后变窄的趋势。通过实验得出:所制备的花状Ti02最优直径为2.2-2.4μm,由许多由中心发出、呈辐射状的片状花瓣组成的花形结构。其中,片状花瓣的长度约为1.0μm,厚度仅几纳米,宽度则由45-140nm。在经高温煅烧后发现,产物的结构没有被破坏,仍具有较高的比表面积(131.9 m2 g-1)。二、利用所制备的二氧化钛粉末对有机物罗丹明B溶液进行光催化降解,在紫外光照下,观察罗丹明B溶液的褪色情况,并用紫外-可见分光光度计进行测定。通过分析罗丹明B降解的曲线发现:随着制备过程中双氧水浓度的增大,其降解罗丹明B的光催化性能变强;随着制备过程中硝酸浓度的增大,其光催化性能变弱;增加水热反应中氢氧化钠溶液的用量,其光催化性增强;延长水热反应时间,其光催化性变强;即纳米结构的花瓣越宽,其光催化性能越强,光催化降解染料有机物罗丹明B的效果越好。对比多组实验得出最佳合成条件,将最佳条件下合成的样品与Degussa P25二氧化钛粉末单次催化活性进行对比,发现其光催化活性强于Degussa P25;又将二者循环降解亚甲基蓝情况进行比较,证明所制备的Ti02样品有着优越的光催化性能和较好的循环利用性。
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