【摘 要】
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本文以钛酸丁酯为主要原料，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粉体，并以自制的TiO2纳米粉体为原料，采用水热法制备了TiO2纳米管催化剂。此外还分别通过溶胶-凝胶法和沉淀浸渍法掺钨，对制备的TiO2纳米管进行了进一步修饰。分别用X射线衍射仪(XRD)，比表面积测试仪(BET)，透射电子显微镜(TEM)，紫外-可见光谱仪(UV-Vis)和红外光谱仪(FTIR)对催化剂的晶型、比表面积、管形结构、粒子
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本文以钛酸丁酯为主要原料，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粉体，并以自制的TiO2纳米粉体为原料，采用水热法制备了TiO2纳米管催化剂。此外还分别通过溶胶-凝胶法和沉淀浸渍法掺钨，对制备的TiO2纳米管进行了进一步修饰。
分别用X射线衍射仪(XRD)，比表面积测试仪(BET)，透射电子显微镜(TEM)，紫外-可见光谱仪(UV-Vis)和红外光谱仪(FTIR)对催化剂的晶型、比表面积、管形结构、粒子分布形态、吸光性进行了表征。以甲苯作为气相挥发性有机物(VOCs)的主要代表物进行光催化降解实验，评价了其光催化活性。讨论了不同焙烧温度、不同掺杂方法和掺杂量对TiO2纳米管形貌、晶形和光催化活性的影响。
研究结果表明，采用水热法制备的TiO2纳米管主要为H2Ti2O5·H2O与锐钛矿TiO2的混合物。焙烧后H2Ti2O5·H2O完全转化为TiO2，且随着焙烧温度升高锐钛矿晶型特征峰加强，后又向金红石相转变；比表面积直线下降；纳米管的光催化活性有一最佳值，其中以450℃焙烧温度下的纳米管光催化活性最好。另外未焙烧的纳米管在前120 min降解速度很高甚至超过了450℃焙烧温度下的纳米管。究其原因，与得到的纳米管为锐钛矿晶型且比表面积较大有关。
采用溶胶-凝胶法制备的W6+/TiO2纳米管，W6+主要取代Ti4+而进入TiO2晶格；此法掺W有助于纳米管管长的增长和结构的优化，W6+/TiO2纳米管的比表面积大于TiO2纳米管的比表面积。采用沉淀浸渍法制备的W6+/TiO2纳米管含W物相包覆在TiO2纳米管上，并未改变TiO2的晶体结构；随着掺W量增多，比表面积在不断下降。两种方法制备的催化剂对OH-和H2O的吸附均增强，具有比TiO2更宽的吸光范围。
通过实验知掺W改性可显著提高TiO2纳米管的光催化活性，掺W量和制备方法对W6+/TiO2纳米管的催化活性都有影响，其中以溶胶-凝胶法制备的W6+/TiO2纳米管在x(W)=1％时的光催化活性最好。结合有关文献推测了W6+/TiO2纳米管可能的催化作用机理及甲苯降解可能的反应历程。
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