导　　师： 张巨生

学科专业： H17

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 哈尔滨工业大学

摘　　要： TiO2作为一种宽禁带的半导体材料,在光催化领域和太阳能转换等方面有着巨大的应用价值,其制备方法、催化机理和物理化学性质的研究一直是众多学者关注的焦点。采用无模板剂的路线,通过改进制备方法和制备条件,合成了一系列不同晶相和形貌的TiO2纳米材料,通过测试表征,研究了晶相组成和表面修饰对其光催化活性的影响。采用胶溶法在低温条件下通过调节酸胶溶的浓度,制备出具有高度分散的金红石相TiO2(R-TiO2)梭形纳米棒、不同比例金红石相(R)/锐钛矿相(A)的TiO2纳米粒子及锐钛矿相(A-TiO2)纳米颗粒。并采用光辐照将Au3+离子还原成Au纳米粒子原位沉积在不同晶相组成的TiO2表面。通过测试其对亚甲基蓝的降解率,研究TiO2不同晶相组成与形貌对Au-TiO2复合材料光催化活性的影响,结果表明:在TiO2表面负载Au后,其光催化活性均有明显提高。活性提高顺序为:锐钛矿含量较高的Au-TiO2 (主A相Au-TiO2)> A相Au-TiO2>金红石相含量较高的Au-TiO2(主R相Au-TiO2) > R相Au-TiO2。当Au与TiO2的负载比例为0.08%时,其光催化活性由70.77%提高到97.8%。采用溶剂热法以酞酸丁酯、异丙醇和HF为原料制备出具有较高催化性能的(001)晶面TiO2。研究了钛用量、HF反应量、水热反应温度及时间对(001)晶面TiO2的制备和光催化活性的影响。研究发现在30 ml的水热釜中,当钛浓度为0.15 g/ml、40%的HF加入量为0.6 ml时,在180℃条件下水热反应24 h所制备的TiO2所含(001)晶面最多,光催化活性最高。且负载Au后,紫外光照射90 min时其催化活性由38.68%提高至65.82%。

关 键 词： 纳米复合材料 晶面 光催化性能

领　　域： [一般工业技术]