微波辅助制备tio2cnts复合材料及可见光光催化性能研究-study on preparation of tio _ 2c nts composite material assisted by microwave and its photocatalytic performance under visible light.docx

万方数据 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 必威体育官网网址 □，在 年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不必威体育官网网址 □。 学位论文作者签名：郭雯 指导教师签名：邢彦军 日期：2016 年 1 月 12 日 日期：2016 年 1 月 12 日  东华大学 郭雯硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称职务工作单位备注何品刚教授答辩委员会主席华东师范大学邢彦军教授答辩委员会委员东华大学林苗教授答辩委员会委员东华大学朱智甲教授答辩委员会委员东华大学杨常琳副教授答辩委员会委员东华大学张琳萍副教授答辩委员会委员东华大学刘燕讲师答辩委员会秘书东华大学摘要 微波辅助制备 TiO2/CNTs 复合材料及可见光光催化性能研究 摘 要 在解决日益严重的环境污染问题中，光催化技术占有重要的位 置。光催化技术可使得化学反应在常温常压下进行且反应无二次污 染。在众多的半导体光催化剂中，TiO2 以其活性高、热性能好、低价 而备受人们关注。但 TiO2 仍存在光响应范围窄、光生电子和空穴复 合率高等缺陷，这些缺陷都极大地限制了 TiO2 在工业领域的大规模 应用。为解决这个问题，研究人员提出了很多可行的 TiO2 改性方法。 此外,微波加热可实现分子水平上的加热，具有加热迅速、均匀、产 物形态和颗粒可控合成等诸多优点。本文采用微波辅助加热的方法， 通过制备 TiO2/碳纳米管复合材料，利用碳纳米管与二氧化钛的协同 作用，增强 TiO2 光催化活性。本文的主要工作分为以下几个部分： （1）使用 H2O2 和 HNO3 混合溶液，在微波加热条件下???处理碳 纳米管，以去除碳纳米管中无定形碳、碳纳米颗粒等杂质。纯碳纳米 管表面光滑，悬挂键极少，很难与基体键合，通过 H2O2 和 HNO3 混 合溶液预处理后，碳纳米管表面带有更多羧基或者羟基，FESEM 图 谱可以看出预处理后的碳纳米管分散性提高，表面缠结现象得到改 善。 （2）采用价格低廉的 (NH4)2TiF6 为钛源，硼酸为 F-消耗剂，碳 纳米管为 TiO2 载体，通过微波辅助加热法制备 TiO2/CNTs 复合材料， I  研究了 H3BO3/(NH4)2TiF6 比例、微波制备温度、微波制备时间、H3BO3、 (NH4)2TiF6 浓度、pH 值对产物中 TiO2 晶型的影响以及 TiO2 在碳纳米 管表面的负载效果。结果表明 H3BO3/(NH4)2TiF6 比例、微波制备温度、 微波制备时间、H3BO3、(NH4)2TiF6 浓度、pH 值均会显著影响产物中 TiO2 粒子的形成和生长，TiO2/CNTs 复合材料的制备效果也有很大差 异 。 采 用 微 波 辅 助 加 热 法 制 备 TiO2/CNTs 的 最 佳 工 艺 条 件 为 ： H3BO3/(NH4)2TiF6 为 2:1，90℃下加热（50min,60min），溶液 pH=2。 （3）通过光催化降解罗丹明 B 染料来检测 TiO2/CNTs 复合物的 光催化活性。分别研究了 H3BO3/(NH4)2TiF6 比例、微波制备温度、微 波 制 备 时 间 、 H3BO3 、 (NH4)2TiF6 浓 度 、 染 料 初 始 浓 度 等 因 素 对 TiO2/CNTs 催化活性的影响。实验结果表明，TiO2/CNTs 复合材料的 光催化活性较纯 TiO2 和 P25 均有显著提高，且上述因素对 TiO2/CNTs 光催化活性均有很大影响。选择适宜的光催化条件，可以快速有效地 降解有机污染物并最大限度发挥催化剂作用。TiO2/CNTs 复合材料光 降解罗丹明 B 的最佳条件为：H3BO3/(NH4)2TiF6=2:1，90℃下加热 （50min,60min），染料浓度为 1×10-4mol/L。 本课题采用微波辅助加热法制备了 TiO2/CNTs 复合材料，通过与 碳纳米管复合提高 TiO2 光催化活性。整个制备过程简单高效，绿色 无污染，是一种值得继续完善并发展的微波辅助加热制备 TiO2/CNTs 复合材料的方法。 关键词：TiO2/CNTs 复合材料；微波辅助法；光催化 II ABSTRACT PREPARATION OF TIO2/CNTS COMPOSITES BY MIC