文档介绍：分类号:+1 单位代码:10110
学号:s20090619
中北大学
TiO
2 纤硕士学位论文
维
的
制
备 TiO2 纤维的制备、复合及其光催化
、
复
合性能研究
及
光
催
化
性
能
研
究
张硕士研究生张巍
巍
指导教师李巧玲教授
中
北学科专业无机化学
大
学
2012 年 3 月 20 日
图书分类号 +1 密级非密
UDC
硕士学位论文
TiO2 纤维的制备、复合及其光催化
性能研究
指导教师(姓名、职称) 李巧玲(教授)
申请学位级别理学硕士
专业名称无机化学
论文提交日期 2012 年 3 月 20 日
论文答辩日期 2012 年 6 月 2 日
学位授予日期 2012 年月日
论文评阅人韩高义教授薛永强教授
答辩委员会主席薛永强教授
2012 年 3 月 20 日
原创性声明
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导师签名: 日期:
中北大学学位论文
TiO2 纤维的制备、复合及其光催化性能研究
摘要:纳米二氧化钛由于其具有无毒无害、催化活性高、氧化能力及化学稳定性强等
优势,在众多半导体光催化剂中脱颖而出,一直处于光催化研究的核心地位。针对目前
TiO2 粉末易团聚、难分离回收等难题以及薄膜型和负载型 TiO2 光催化剂活性差的问题,
本文分别以钛酸四丁酯、硫酸钛和金属钛为钛源,采用水热法,并结合溶胶-凝胶法和
水热沉淀法等工艺,制备了二氧化钛纤维。这种新型的光催化剂不仅具有高的光催化活
性、韧性强,而且易于分离回收,是一种具有广阔应用和发展前景的功能材料。运用
XRD、拉曼、SEM 和 TEM 等多种表征手段对产物进行了表征。以甲基橙废水为目标降
解物,评价了自制纤维的光催化活性,并将其与物质结构、产物形貌等进行了有效关联,
讨论了影响光催化活性的主要因素。主要内容包括以下四部分:
1、以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法与水热法的结合成功制备了掺杂铁的二
3+
氧化钛纤维。最佳工艺条件:以钛酸四丁酯为前躯体通过溶胶-凝胶法制得 Fe /TiO2 粉
体,经过 600℃煅烧后,在 12mol/L 的碱溶液中 160℃高压水热反应 72h,制得锐钛矿
3+
Fe /TiO2 纤维,其直径为 500nm,长径比 50~60(记做 a)。
2、首次以钛片为钛源成功探索了水热法制备二氧化钛纤维的最佳工艺条件:三片
1cm*2cm 钛片,碱液浓度为 10mol/L,反应时间 24h,反应温度 180℃,制得 TiO2 纤维,
直径 100nm,长径比 220(记做 b)。
3、以硫酸钛为钛源,尿素为沉淀剂,通过水热沉淀法制备二氧化钛颗粒,再通过
碱溶液水热法合成二氧化钛纤维。最佳工艺条件:硫酸钛和尿素的摩尔比为 1:2,反应
温度 160℃,反应时间 6h,制备出二氧化钛粉末,再将其在 10mol/L 的碱溶液中 180℃
下反应 72 小时,制得直径为 500nm,长径比 70 的 TiO2 纤维(记做 c)。
4、将不同方法制得的二氧化钛纤维进行催化反应,1h 后 催化剂对 20mL
6mg/L 甲基橙废水的降解率分别为:a 的降解率 92%,b 的降解率 83%,c 的降解率 78%;
重复使用 5 次后的降解率分别为:a 90%,b 81%,c 77%。重复使用 5 次后的回收率分
别为:a %,b %,c %。
关键词:二氧化钛纤维;水热法;水热沉淀法;溶胶-凝胶法;光催化
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