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TiO2纳米结构材料的一步法合成研究

时间:2017-12-04 19:39来源:毕业论文
利用荧光分光光度计(FS)对TiO2纳米结构材料的发光性能进行表征。通过降解甲基橙,考察TiO2纳米结构材料的光催化活性。研究表明:一步水热法合成的产物为锐钛矿相TiO2纳米结构材料
摘要:以钛酸四正丁酯、异丙醇和氢氧化钠溶液为反应原料,一步水热反应制备TiO2纳米结构材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成的TiO2纳米结构材料的晶型和形貌进行表征。并利用荧光分光光度计(FS)对TiO2纳米结构材料的发光性能进行表征。通过降解甲基橙,考察TiO2纳米结构材料的光催化活性。研究表明:一步水热法合成的产物为锐钛矿相TiO2纳米结构材料;当碱液浓度为10 mol/L、水热温度为180 ℃、水热时间为24 h时,获得的较好的TiO2纳米结构材料在光催化2 h后,降解率达到了85%。16122
关键字:TiO2纳米结构材料;一步水热法;光催化降解;甲基橙
Study on One-step Synthesis of TiO2 Nanostructured Materials
Abstract: TiO2 nanostructured materials were prepared by one-step hydrothermal method with Ti(OBu)4, isopropanol and NaOH as the reactants. The crystal and morphology of TiO2 nanostructured materials were characterized by X-ray diffractometer (XRD) and Scanning electron microscope (SEM). And the photoluminescence property of TiO2 nanostructured materials were characterized by Fluorescence spectrophotometer (FS). The photocatalytic activity of TiO2 nanostructured materials were tested by the degradation of methyl orange. The study showed that the anatase phase TiO2 nanostructured materials were prepared by one-step hydrothermal method. With 10 mol/L NaOH, 180 ℃ and 24 h of the hydrothermal reaction, the degradation rate of the better TiO2 nanostructured materials reached 85% after 2 h.
Key  Words: TiO2 nanostructured materials; One-step hydrothermal method; Photocatalytic degradation; Methyl orange
目    录

摘  要    1
引  言    1
1实验部分    3
1.1试剂与仪器    3
源自六-维+论\文"网*加7位QQ3249.114 www.lwfree.cn

1.2 TiO2纳米结构材料的制备    3
1.3产物的表征与分析    4
1.4光催化降解实验    4
2结果与讨论    4
2.1碱液浓度的影响    4
2.2 水热反应温度的影响    6
2.3 水热反应时间的影响    8
2.4荧光光谱分析    9
2.5光催化降解甲基橙效率    10
3结  论    10
参考文献    11
致  谢    13TiO2纳米结构材料的一步法合成研究 引 言
1972年,日本学者Fujishima和Honda发现了在紫外线的照射下,光电池中TiO2半导体电极上能持续发生水解氧化还原反应[1]。这激起了国内外广大科研工作者对于光催化材料的兴趣,大量科研人员的投入,也因此极大地促进了光催化材料的发展。TiO2纳米结构材料作为一种重要的新型无机多功能材料,不仅具有活性高、稳定性强、生物无毒性、耐酸碱、制备工艺简单、成本低廉等诸多优点[2],并且其光催化降解有机物时的条件温和、选择性好、性价比高,因此其具有广泛的用途[3],已经应用到太阳能电池[4]、锂离子电池[5]、气体传感器[6]、光催化降解[7]等方面。
在现代材料体系中,纳米结构材料占有极其重要的地位。纳米结构材料由于是以纳米尺寸为度量的拥有规整有序排列的微观结构的物质,因此具有了其它一般材料所不具有的特性。我们知道,当微粒小到以纳米为度量尺寸,那么这些微粒会具有量子效应和表面效应。而纳米结构材料是有序排列组合在一起的纳米微粒,因此不仅拥有纳米微粒所具有的量子效应和表面效应,还拥有纳米结构重新组合所引起的附加效应,如量子耦合效应和协同效应等[8]。在科学技术如此发达的今天,人们已经完全可以按照自己的意志去合成拥有各种纳米结构的物质。这些纳米尺寸的物质单元经过有序的排列组合可以形成一维、二维、三维的纳米结构材料。TiO2纳米结构材料也拥有多种多样的空间结构,其中一维TiO2纳米结构材料也有许多不同的结构类型,如纳米管、纳米线、纳米棒、纳米纤维和纳米带等[9]。一维的TiO2纳米结构材料相比零维的TiO2纳米粉体,拥有许多优点。在一维TiO2纳米结构材料中,比较有代表性的当属TiO2纳米管了,由于是管状的曲面结构,使得其拥有更大的比表面积,也因此具有更强的吸附性能[10],在降解污染物时,会具有更高的效率。 TiO2纳米结构材料的一步法合成研究:http://www.lwfree.cn/huaxue/20171204/17313.html
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