TiO2纳米管的润饰、表征及其催化性能研究.pdf

摘要 摘要 随着工业的快速发展和人类社会的进步，环境污染问题日益受到重视。空 气污染和水污染是当今社会的重要环境问题之一。 对于水污染，处理方法很多，其中利用纳米Ti02光催化分解有机污染物、 吸附重金属离子，是一种很有发展前途的化学水处理技术。一氧化碳作为主要 的空气污染物，主要来自汽车尾气的排放和其它石化燃料的不完全燃烧。寻找 低廉、高效的催化剂，低温消除一氧化碳己成为当前的一项迫切任务。催化CO 氧化是消除CO最为有效的方法，也是研究相关催化氧化反应的重要手段。将 金，铜等活性组分负载到金属氧化物载体上，例如Ti02，可得到对CO氧化具 有较好催化活性的催化剂。与普通Ti02纳米粉体相比，由Ti02转化而来的钛 酸纳米管具有特殊的管状结构、高的比表面积和更强的吸附能力，更适合做催 化剂或催化剂载体。并且，对Ti02进行修饰，可得到具有更好催化效果的催化 剂。本论文的研究内容主要包括以下方面： 一、以锐钛矿型Ti02粉体为原料，通过水热法合成钛酸纳米管。采用含有 氯化镉和硫脲的钛溶胶对钛酸纳米管载体进行修饰，进一步焙烧，制备CdS含 和XPS等表征手段研究材料的结构和性质。以甲基橙溶液作为模拟废液，研究 材料在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性。研究表明：经高温焙烧后，钛 酸纳米管发生晶型改变，生成一维Ti02晶片，经CdS修饰后，其光催化性能明 显提高，且400oC焙烧后所得3％CdS／Ti02的光催化效果最好。 二、以Ru3(CO)12为前躯体、钛酸纳米管为载体，采用一步合成法制备了 TG．DTA、ICP和EA等手段对样品进行了表征。以甲基橙溶液作为模拟废液， 分别探讨了它们在紫外光和模拟可见光下的催化活性，并着重讨论了焙烧温度、 气氛以及掺杂剂浓度对Ru．C／Ti02的光催化性能的影响。结果表明：与P25相 比，Ru．C／Ti02．A(500。C，N2)光催化剂在紫外光下和模拟可见光下都具有更佳 的光催化性能 三、首先，通过含钛溶胶浸渍方法处理钛酸纳米管，制备结构稳定的Ti02 摘要 纳米管。再以此纳米管为载体，采用沉积．沉淀方法，制备结构稳定的载金Ti02 催化CO氧化性能。结果表明，以含钛溶胶处理后的纳米管作为载体，可制备 结构稳定并且催化CO氧化性能提高的载金Ti02纳米管。 关键词：Ti02纳米管，硫化镉，Ru．C共掺杂，金，光催化，CO催化氧化 II Abstract Abstract Withthe of andthe ofhuman developmentindustrytechnologyprogress andmoreserious．Theairand becomesmore sewage pollution society，environment areserious forenvironment· pollution problems Thereare methodstodealwiththe dioxide many sewage．Titanium oxidationand for metalionsoffer heavy potential photocatalytic adsorption asthemainair for tre