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TiO2以其氧化能力强、化学性质稳定、无毒、催化效率高等特点,成为应用最为广泛的纳米材料之一。然而,由于TiO2宽的带隙能,只能在紫外光照射下被激发,为了提高TiO2光催化剂对各种污染物的降解效率,就有必要拓宽TiO2的光响应区域,增强光响应强度。本文分别制备了 N掺杂TiO2多孔薄膜以及各种不同形貌结构的TiO2光催化剂,研究了不同光源下样品TiO2的光催化性能。具体工作内容如下:1、 以氨水为氮源,采用溶胶-凝胶法制备N掺杂TiO2光催化剂(N-TiO2),并以硅烷偶联剂kh550对N-TiO2进行改性,分别以P25、N-TiO2、改性的N-TiO2(N-TiO2-m)为原料,依次加入冰醋酸、去离子水、无水乙醇、乙基纤维素和松油醇,通过逐步研磨、旋转涂膜以及高温煅烧制备三种多孔薄膜。并以4-硝基苯酚(4-NP)溶液为目标污染物,研究了紫外光下TiO2多孔薄膜的光催化性能,确定了最佳降解条件,并研究了薄膜耐用性以及三种薄膜对4-NP的光催化性能比较。结果表明,N元素被成功掺杂,在制备的三种多孔薄膜中,N-TiO2-m多孔薄膜的光催化性能最佳。10 mg/L的4-NP溶液吸附30 min,在pH2的条件下,N-TiO2-m多孔薄膜对4-NP的降解率于180 min达到90%以上,且四次循环使用后,180 min的降解率仍接近80%。2、 以钛酸四正丁酯(TBT)为Ti源,分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,丙三醇、乙二醇(EG)、尿素为添加剂,通过水热法制备了不同形貌的TiO2光催化剂。分别以不同的表面活性剂、表面活性剂(CTAB、SDBS)与添加剂(丙三醇、EG、尿素)的组合,来改变TiO2光催化剂的形态与结构,此外,还考察了不同的TBT含量对形貌的影响。结果表明,所制备出的TiO2催化剂呈现出较好的三维(3D)结构,观察到的特定3D结构包括双锥形圆柱状、花簇状、海胆状、灯笼状结构。以罗丹明B (RhB)溶液测试样品的光催化性能。其中,在SDBS作用下,所获得的一系列产品形貌结构独特,显示出良好的光催化性能。在紫外光、可见光辐照150 min后,锐钛矿相(72%)及金红石相(28%)共同存在的3D混相海胆状TiO2光催化剂对RhB溶液的降解率分别达到了 95%及83%。3、 以TBT为Ti源,盐酸为抑制剂,考察了不同单一有机溶剂及混合有机溶剂对TiO2光催化剂形貌的影响。分析结果表明,以甲苯为溶剂时,获得了较好的纯金红石相3D海胆状TiO2,以RhB溶液作为目标污染物,研究了 3D海胆状TiO2在不同光源下的光催化性能。光催化实验结果表明,纯金红石相3D海胆状TiO2在紫外光及可见光照射下,均能很好的降解RhB溶液。