TiO<,2>纳米棒和SiO<,2>柱层状钛酸的合成、表征及光催化性能研究

• 作 者: 邵飞
• 机 构: 南京大学
• 出 处: 南京大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: TiO2纳米棒 SiO2柱层状钛酸 光催化性能 水热法 表征

TiO2因具有化学性质稳定、价格低廉、无二次污染等优点成为应用最广泛的光催化材料。本论文合成了TiO2纳米棒和SiO2柱层状钛酸两种光催化材料，通过X—射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、BET比表面积测定和紫外—可见吸收光谱(UV—vis)等分析手段对两种催化材料的结构和特性进行了表征，并系统研究了这两种材料的光催化性能。主要结论如下：
(1)纳米棒可通过TiO2和15mol·L-1NaOH经水热反应合成(记为NR—A60)。用硝酸二次水热法可获得纯锐钛矿相的TiO2纳米棒(记为NR—B60)，用该法得到的TiO2纳米棒与直接水热合成得到的纳米棒相比，在结构、形貌和比表面积等方面发生很大变化，光降解亚甲基蓝(MB)90min的降解率达100％。随着焙烧温度的升高，直接水热合成所得的纳米棒逐渐开始断裂，最终成为颗粒状，其组成由钛酸向锐钛矿和金红石相转变。不同温度下焙烧的纳米棒对MB的降解率不同，随着焙烧温度的升高，纳米棒对MB的降解率逐渐增加，600℃焙烧的纳米棒对MB具有最高的降解率。
(2)采用预支撑法合成出了层间距为1.35nm、比表面积为133.3 m2·g-1的SiO2柱层状钛酸材料，并研究了其光催化降解酸性大红GR的效率。结果表明：与层状K2Ti4O9和H2Ti4O9相比，SiO2柱层状钛酸的层间距和比表面积均增大，有更多的酸性大红GR进入层间，从而增加了催化剂与污染物的接触面积，进而显著提高了酸性大红GR的光降解效率。