TiO₂因具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,良好的生物相容性,制備工藝成熟,價(jià)格低廉以及優(yōu)異的光學(xué)特性而備受關(guān)注。但是,TiO₂是寬禁帶半導(dǎo)體,只能吸收紫外區(qū)域的光波,在一定程度上限制了TiO₂在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。因此為了拓寬TiO₂在可見(jiàn)光區(qū)域的吸收范圍,將TiO₂與其他材料復(fù)合,可提高TiO₂對(duì)可見(jiàn)光的利用效率。TiO₂不僅可以催化降解有機(jī)染料,也可用于殺菌抗癌,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景,但是其殺菌抗癌特性只限于在紫外光照射下,由于紫外光穿透能力較差,導(dǎo)致TiO₂的臨床應(yīng)用受到限制。為解決這一問(wèn)題,常用金屬納米粒子與TiO₂復(fù)合,拓寬TiO₂的近紅外光吸收范圍,達(dá)到體內(nèi)可控釋放藥物的目的。本文采用水熱法和溶膠-凝膠法將聚苯酚（PP）與TiO₂復(fù)合,制備出兩種不同形貌的PP-TiO₂復(fù)合納米粒子,拓寬了TiO₂在可... 

【文章來(lái)源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

金紅石（a）、銳鈦礦（b）和板鈦礦（c）的多面體表征結(jié)構(gòu)[21]

聚苯酚-二氧化鈦復(fù)合材料的制備及其可見(jiàn)光催化性能研究4價(jià)帶上的電子（e-）就會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶上，并在電場(chǎng)作用下遷移到粒子表面，于是在價(jià)帶上生成電子空穴從而產(chǎn)生了具有高活性的電子/空穴對(duì)�？昭ㄔ诖呋w系中起氧化作用，而電子在催化體系中起還原作用。半導(dǎo)體的帶隙寬度越大，價(jià)帶電子激發(fā)所需要的能量越高，從而越不容易被激發(fā)。TiO2是一種常見(jiàn)的N型半導(dǎo)體材料，其VB是由O原子的2p軌道構(gòu)成，CB由Ti原子3d，4s和4p軌道組成。如圖1.2所示，TiO2的光催化反應(yīng)主要是通過(guò)TiO2中Ti與O之間的分子軌道相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的[30]。TiO2為寬禁帶半導(dǎo)體，其禁帶寬度為3.2eV，因此只能被波長(zhǎng)小于387.5nm的光激發(fā)。當(dāng)TiO2受到波長(zhǎng)小于或等于387.5nm的光線(xiàn)照射時(shí)，VB上的電子就會(huì)被激發(fā)到CB上，產(chǎn)生具有還原性的激發(fā)電子e-，而VB上就會(huì)因?yàn)榧ぐl(fā)電子e-的躍遷而留下一個(gè)電子空穴（h+）。因而在TiO2的表面形成一個(gè)由電子-空穴對(duì)組成的氧化-還原體系。h+和e-在電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)移到TiO2的表面，隨后在溶劑中，與反應(yīng)體系的氧化-還原反應(yīng)促使反應(yīng)發(fā)生。圖1.2TiO2中Ti和O之間的分子軌道相互作用的示意圖[30]Fig1.2SchematicdiagramofthemolecularorbitalinteractionbetweenTiandOinTiO2[30]

第1章引言5圖1.3TiO2光催化降解有機(jī)污染物的步驟示意圖[31]Fig1.3SchematicdiagramofstepsforphotocatalyticdegradationoforganicpollutantsbyTiO2[31]TiO2的光催化反應(yīng)活性還受反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響[31]，以光催化降解有機(jī)污染物為例，如圖1.3所示，反應(yīng)體系降解有機(jī)污染物的速率與TiO2的光子通量成正比，光子通量越高，激發(fā)電子e-與電子空穴h+數(shù)量越多，從而為反應(yīng)體系提供更多的反應(yīng)位點(diǎn)。其反應(yīng)過(guò)程如下：TiO2+hv→h++e-h++H2O→OH+H+e-+O2→O2-O2-+OH+H++Organicpollution→CO2+H2O1.1.3二氧化鈦的制備方法目前，TiO2的合成方法有很多種，不同合成方法制備的TiO2結(jié)構(gòu)和性能也有很大差別。工業(yè)生產(chǎn)TiO2的方法有兩種：硫酸法和氯化法。硫酸法是將含鈦礦物與硫酸反應(yīng)，得到氧化鈦溶液，經(jīng)過(guò)水解和分離得到偏鈦酸沉淀，再對(duì)沉淀進(jìn)行煅燒處理得到TiO2產(chǎn)物[32]。但是由于具有該制備法工藝復(fù)雜，廢棄物排放量大，生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)，氯化法逐步取代硫酸法成為工業(yè)生產(chǎn)TiO2的主流方法。氯化法是將鈦鐵礦、金紅石、高鈦渣等鈦源與氯氣反應(yīng)生成TiCl4，再經(jīng)過(guò)精餾提純和氣相氧化，冷卻后氣固分離得到最終產(chǎn)物TiO2。該方法沒(méi)有煅燒工藝和水解工藝，因此較硫酸法環(huán)保節(jié)能且工藝簡(jiǎn)單。但是傳

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈦白粉制備技術(shù)的研究及發(fā)展?[J]. 廖鑫,楊紹利,馬蘭,李宏,黃棟.  粉末冶金技術(shù). 2019(02)
[2]Synergetic effects of lanthanum, nitrogen and phosphorus tri-doping on visiblelight photoactivity of TiO2 fabricated by microwave-hydrothermal process[J]. 姜洪泉,劉彥鐸,李井申,王海燕.  Journal of Rare Earths. 2016(06)
[3]二氧化鈦空心微球的合成及其光電化學(xué)性能[J]. 吳青端,曲婕.  化學(xué)研究. 2015(03)
[4]AgBr/TiO2異質(zhì)結(jié)型復(fù)合可見(jiàn)光催化劑的制備及其光催化活性[J]. 劉只欣,于迎春,劉建軍,左勝利.  化學(xué)研究. 2010(03)

博士論文
[1]單分散性二氧化鈦納米粒子的制備、組裝及性質(zhì)研究[D]. 劉旭.吉林大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3580871