發(fā)布時(shí)間：2017-03-23 04:19

  本文關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦的水熱制備及光催化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文采用水熱法合成了銳鈦礦相、金紅石相及銳鈦礦相與金紅石相的混晶結(jié)構(gòu)納米二氧化鈦，考察了不同水熱條件對(duì)制備銳鈦礦相納米二氧化鈦的影響，并就其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討。同時(shí)研究了產(chǎn)物對(duì)甲基橙溶液的光催化性能，考察了不同條件對(duì)光催化性能的影響，并對(duì)甲基橙溶液光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步研究。 在水熱合成實(shí)驗(yàn)中，研究發(fā)現(xiàn)以Ti(SO_4)_2為原料，以Na_2CO_3溶液為沉淀劑，可得到單一銳鈦礦相納米TiO_2，而以TiCl_4為原料，則既可得到單一金紅石相，也可得到混晶相納米TiO_2，所得TiO_2晶粒粒徑細(xì)小，結(jié)晶完整。優(yōu)化反應(yīng)條件可實(shí)現(xiàn)對(duì)粉體性質(zhì)的控制，因此考察了不同反應(yīng)條件對(duì)制備銳鈦礦相納米TiO_2的影響，發(fā)現(xiàn)水熱反應(yīng)溫度升高和水熱反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)均有利于所得產(chǎn)物晶粒結(jié)晶完整，但其粒徑增大；并且隨前驅(qū)體中反應(yīng)物濃度增大，，晶粒粒徑減小。 對(duì)水熱反應(yīng)成核機(jī)理進(jìn)行了初步研究，認(rèn)為水熱反應(yīng)是以水解作為基礎(chǔ)，水熱條件下晶粒的形成遵循“溶解-結(jié)晶機(jī)制”。進(jìn)行了納米粉體晶相控制研究，認(rèn)為在水熱條件下不同晶相組成與二氧化鈦晶體結(jié)構(gòu)及其環(huán)境相有關(guān)，在不同的環(huán)境相下，形成有利于生長(zhǎng)為不同晶相的晶核，SO_4~(2-)有利于形成共頂結(jié)構(gòu)的銳鈦礦相；而Cl~-有利于結(jié)晶度相對(duì)較強(qiáng)的金紅石相。 考察了所得產(chǎn)物對(duì)甲基橙溶液的光催化性能。通過對(duì)不同晶相產(chǎn)物光降解甲基橙溶液的試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)混晶相納米TiO_2的光催化性能最好，其次是銳鈦礦相，金紅石相的光催化性能最差�？疾炝瞬煌獯呋磻�(yīng)條件下(催化劑添加量、甲基橙溶液初始pH值、甲基橙溶液初始濃度、光降解反應(yīng)溫度、晶粒粒徑及超聲分散)對(duì)光催化性能的影響。同時(shí)對(duì)甲基橙溶液光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)在較低溫度下，甲基橙溶液的光催化降解反應(yīng)符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：C_t=k′t+A，而在不同溫度條件下，光降解反應(yīng)符合不同的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
【關(guān)鍵詞】：水熱法 納米二氧化鈦 機(jī)理 光催化 甲基橙
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：O614
【目錄】：

• 第一章 納米二氧化鈦研究現(xiàn)狀9-23
• 1.1 納米TiO_2的特性9-11
• 1.1.1 結(jié)構(gòu)特性9-11
• 1.1.2 光化學(xué)特性11
• 1.2 納米TiO_2制備研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 氣相法12-13
• 1.2.2 液相法13-17
• 1.3 納米TiO_2粉體晶相組成研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 納米二氧化鈦的特殊功能及應(yīng)用18-19
• 1.4.1 汽車工業(yè)18
• 1.4.2 防日曬化妝品18-19
• 1.4.3 催化劑和光催化劑19
• 1.4.4 其他19
• 1.5 研究目的意義19-23
• 第二章 納米二氧化鈦的水熱制備23-35
• 2.1 試劑及儀器23
• 2.2 樣品表征23-24
• 2.2.1 粉末X-射線衍射23-24
• 2.2.2 樣品的粒徑及粒徑分布24
• 2.2.3 樣品的比表面積24
• 2.2.4 晶體形貌24
• 2.3 納米TiO_2的水熱制備24-25
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)原理24
• 2.3.2 工藝流程24-25
• 2.4 結(jié)果與討論25-34
• 2.4.1 以Ti(SO_4)_2為原料制備納米TiO_225-29
• 2.4.2 以TiCl_4為原料制備納米TiO_229-32
• 2.4.3 三種晶相的制備工藝及性能比較32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 水熱反應(yīng)機(jī)理的初步研究35-44
• 3.1 晶體生長(zhǎng)理論35-37
• 3.1.1 晶體平衡形態(tài)理論35-36
• 3.1.2 界面生長(zhǎng)理論36
• 3.1.3 PBC理論36-37
• 3.1.4 負(fù)離子配位多面體生長(zhǎng)基元模型37
• 3.2 水熱反應(yīng)成核機(jī)理初步研究37-39
• 3.3 水熱條件下不同晶相二氧化鈦晶體的形成39-42
• 3.4 水熱體系下晶粒形成機(jī)制分析42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第四章 納米TiO_2光催化性能研究44-57
• 4.1 光催化反應(yīng)機(jī)理44-45
• 4.2 光催化降解實(shí)驗(yàn)45-47
• 4.2.1 光催化降解實(shí)驗(yàn)試劑及儀器45-46
• 4.2.2 甲基橙溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制46-47
• 4.2.3 光催化降解實(shí)驗(yàn)裝置47
• 4.2.4 光催化降解試驗(yàn)評(píng)價(jià)47
• 4.3 結(jié)果與討論47-56
• 4.3.1 空白試驗(yàn)48
• 4.3.2 催化劑投加量對(duì)光降解速率的影響48-49
• 4.3.3 初始pH值對(duì)光降解速率的影響49-50
• 4.3.4 初始濃度對(duì)光降解速率的影響50-52
• 4.3.5 超聲分散對(duì)光降解率的影響52-53
• 4.3.6 反應(yīng)溫度對(duì)光降解速率的影響53-54
• 4.3.7 前驅(qū)體濃度對(duì)光降解速率的影響54-55
• 4.3.8 不同樣品的光降解速率對(duì)比55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 致謝65

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 朱林林;張輝;;納米二氧化鈦的制備及其在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用[J];國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào);2012年05期

2 張晶;張亞萍;于濂清;鐘曉亮;;納米二氧化鈦的水熱制備及光催化研究進(jìn)展[J];無機(jī)鹽工業(yè);2010年09期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 曲艷東;爆轟法合成氧化鈦納米粉研究[D];大連理工大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 吳廣濤;CNTs/Fe_3O_4/TiO_2納米復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)與光催化性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 張晶;納米二氧化鈦的水熱制備及其光催化性能研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2011年

3 趙萱;純鈦表面基于微弧氧化技術(shù)的仿生陶瓷膜的制備、表征及性能研究[D];華中科技大學(xué);2010年

4 吳建;金屬離子共摻雜納米TiO_2制備及光催化應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2006年

5 宋禮慧;納米二氧化鈦材料的制備與性能研究[D];天津大學(xué);2007年

6 李秀芹;貝殼基納米Fe~(3+)-TiO_2的制備及其光降解海面油污研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

7 王麗娟;二氧化鈦摻雜型納米材料合成及其光降解有機(jī)污染物研究[D];遼寧師范大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：262928