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該論文用四氯化鈦為主要原料,制備出了尺寸為3.5nm的銳鈦礦相,7.2nm的金紅石相,以及混晶等多種二氧化鈦納米晶光催化劑(其中金紅石相晶粒尺寸為4.4nm,銳鈦礦相晶粒尺寸為5.9nm),通過煅燒可以獲得不同粒徑的二氧化鈦納米晶.以苯酚的光催化降解為光氧化反應(yīng)的模型反應(yīng),系統(tǒng)研究了各種制備條件下制得的二氧化鈦納米晶的光催化活性.催化劑的濃度為0.4g/L,在優(yōu)化的反應(yīng)條件下,光降解1小時能實現(xiàn)苯酚100﹪降解.通氧條件下,合成的混晶二氧化鈦則顯示出更高的光催化活性.不往反應(yīng)體系中通入氧氣時,銳鈦礦相二氧化鈦對苯酚的深度礦化有更高的選擇性,用晶粒尺寸為4納米的銳鈦礦相二氧化鈦納米晶作為光催化劑時,苯酚的深度礦化的選擇性可達到95.6﹪,這一結(jié)果為國際上首次發(fā)現(xiàn)和報道.鉻酸根的光還原反應(yīng)中,晶粒尺寸相當時,銳鈦礦相二氧化鈦有更高的催化活性;晶粒尺寸小于10納米時,超細晶粒顯示出量子尺寸效應(yīng),研究人員制備的銳鈦礦相納米晶(7納米)半小時的降解率即達到90﹪以上,明顯高于文獻報道的降解率.另外在酸性條件下,鉻酸根離子更容易降解.為了解決納米晶分離和回收等難題制備了介孔與二氧化鈦納米晶的聚集體,其尺寸為微米級但比表面積高于100m<'2>/g,有較好的應(yīng)用前景.為了有效地實現(xiàn)介孔二氧化鈦中光生電子和光生空穴的分離,在二氧化鈦納米晶表面沉積出鉑金屬島,光催化活性顯著提高.

    關(guān)鍵詞：
    光催化 納米晶 銳鈦礦 金紅石 降解
    作者：
    張青紅
    學位授予單位：
    中國科學院上海硅酸鹽研究所
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    材料學
    導師姓名：
    郭景坤
    學位年度：
    2000
    語種：
    中文
    分類號：
    TB32 TN304