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TiO2作为光催化剂，具有氧化能力强、催化效率高、化学性质稳定、无毒、廉价、不产生二次污染等特点，是一种绿色环保型催化材料，已经成为国内外研究热点。基于二氧化钛不同晶型、形貌在光催化性能上的显著差异，为获得更好的光催化性能，对二氧化钛晶型、形貌的调控是非常必要的。本论文采用液相法，在不同的溶剂体系中制备出了不同晶型、形貌的纳米二氧化钛，通过透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜（HRTEM）、场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis-DRS)等手段对产物的形貌、结构、性能等进行了表征，并研究了其对罗丹明B的光催化降解作用，得到了较理想的结果。主要研究内容如下：
1、以冰醋酸为溶剂制备纳米二氧化钛。以冰醋酸为溶剂，钛酸丁酯为钛源,在140℃下溶剂热反应15h，得到了具有大比表面积的菊花状纳米二氧化钛微球体，其直径约3～4μm，由无数不规则的纳米薄片组成，XRD结果表明该产物为无定形的二氧化钛。将其在空气中500℃煅烧3h，得到了锐钛矿型纳米二氧化钛样品。FESEM显示产物形貌并没有发生明显改变，仍然为菊花状的纳米二氧化钛微球体，但组成微球体的纳米片变得规整，每根纳米片厚约30nm。HRTEM显示纳米片为单晶结构，无明显晶体缺陷。将产物在300W的汞灯和氙灯照射下，分别进行光催化降解罗丹明B的实验，结果表明，无论是在紫外光还是可见光下，经高温处理后，纳米二氧化钛粉体的光催化性能明显提高.而且优于商品P25-TiO2。在氮气气氛下，以不同的温度对菊花状的纳米二氧化钛微球进行高温煅烧，并对煅烧后的一系列产物在300W的氙灯照射下进行了光催化性能测试，结果显示，热处理温度为500℃时制备的二氧化钛光催化活性最佳，而且优于P25-TiO2，但略低于空气气氛下500℃煅烧时所得产物。
在以上研究的基础上，对该体系中溶剂热温度的影响进行了进一步研究，结果表明，反应温度升高到160℃以上时，产物变成了单一的锐钛矿型二氧化钛，其形貌为均一橄榄球形(长约200nm，宽约100nm)，同时也考察了在反应时间以及表面活性剂的引入对纳米二氧化钛形貌的影响。在此基础上对该体系中锐钛矿型纳米二氧化钛的形成机理进行了阐述。
2、以油酸为溶剂制备纳米二氧化钛。钛酸丁酯为钛源，以油酸溶剂，160℃下反应6h，XRD显示所得产物主要为锐钛矿型纳米二氧化钛粉体，但有少量杂质峰。将该样品在空气下500℃高温煅烧，即得到了纯锐钛矿型纳米二氧化钛粉体。TEM结果显示，产物由粒径约为10nm颗粒组成，颗粒分散性良好。光催化结果显示，所得产物在可见光下的光催化活性优于商品P25-TiO2。而且实验发现，将该产物在氮气气氛下500℃继续高温煅烧，其在可见光下光催化活性得到进一步提高。
最后，对本论文的实验结果进行了系统的总结，同时，对大比表面积的菊花状纳米二氧化钛微球体在光催化方面的应用价值提出了展望。