介孔二氧化鈦的制備與性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、介孔材料以其孔道大小均勻、有序排列且孔徑連續(xù)可調(diào)、巨大的比表面積等獨(dú)有的特點(diǎn)以及在催化、吸附、分離、納米材料制備及光、電、磁等諸多領(lǐng)域潛在的應(yīng)用價值,而迅速引起國際材料科學(xué)界的極大關(guān)注,成為新材料領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。介孔TiO2具有較大表面積和孔容積,使其具有普通TiO2粉體無法比擬的優(yōu)良吸附性能和光吸收性能,是一種很有應(yīng)用潛力的高活性光催化材料。 本文采用水熱法、以鈦酸四正丁酯為鈦源,十八烷胺為模板劑制備了銳鈦礦介孔TiO2。

2、研究了水熱溫度、水熱時間、煅燒溫度等因素對樣品介孔結(jié)構(gòu)的影響。并采用XRD、TEM、N2等溫吸附-脫附測試、DTA-TGA、紫外-可見漫反射等手段對樣品進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)水熱溫度150℃,水熱反應(yīng)時間為20h,煅燒溫度為450℃時,所制備的介孔TiO2具有最大的比表面積。該條件下所得樣品的比表面積為201.3㎡·g-1;平均孔徑為4.3nm,孔徑分布較窄;孔容積為0.259cm3/g。其對甲基橙的光降解反應(yīng)速率常數(shù)為0.096

3、min-1,高于P25。 采用溶劑熱法,以鈦酸丁酯為前驅(qū)體,十八烷胺為模板劑制備了Fe(Ⅲ)摻雜TiO2介孔材料。采用TEM,XRD,N2等溫吸附-脫附測試,TGA-DTA, IR,XPS,UV-vis漫反射等手段對樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,F(xiàn)e摻雜TiO2介孔材料的蠕蟲孔道結(jié)構(gòu)實(shí)際上是有TiO2納米晶排列。Fe摻雜量為1.0 at.%的樣品的最可幾孔徑為3.9nm,孔容積為0.147cm3/g,比表面積為151.2㎡/g。Fe

4、摻雜介孔TiO2對甲基橙的光催化降解性能受到Fe含量的影響。當(dāng)Fe摻雜濃度為1.0 at.%時,樣品具有最高的光催化活性,其對甲基橙的光降解反應(yīng)速率常數(shù)為0.13 min-1,是未摻雜樣品的1.86倍。Fe摻雜增強(qiáng)介孔TiO2光催化活性的原因是Fe摻雜不僅可以減小TiO2的禁帶寬度,而且摻雜Fe3+可以抑制TiO2光生電子和空穴的復(fù)合,提高TiO2的量子效率。另外Fe摻雜也可減小TiO2的晶粒尺寸,有利于提高TiO2的光催化活性。但過量

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