【摘 要】
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该论文研究介孔TiO材料的合成方法和工艺、结构表征及光催化性能,并对骨架掺杂改性,研究了铁离子掺杂对结构和光催化性能的影响.首先以辛基酚聚氧乙烯醚(OP乳化剂)为模板、钛酸四丁酯(TBOT)为钛源前驱物合成了孔道无序的介孔TiO材料.经对比发现,采用水解沉淀法,通过控制原料加入顺序,可不经煅烧直接得到锐钛矿型介孔TiO,且孔径分布集中、比表面积较大(241m·g),骨架稳定,在450℃焙烧后仍保持
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该论文研究介孔TiO<,2>材料的合成方法和工艺、结构表征及光催化性能,并对骨架掺杂改性,研究了铁离子掺杂对结构和光催化性能的影响.首先以辛基酚聚氧乙烯醚(OP乳化剂)为模板、钛酸四丁酯(TBOT)为钛源前驱物合成了孔道无序的介孔TiO<,2>材料.经对比发现,采用水解沉淀法,通过控制原料加入顺序,可不经煅烧直接得到锐钛矿型介孔TiO<,2>,且孔径分布集中、比表面积较大(241m<2>·g<-1>),骨架稳定,在450℃焙烧后仍保持介孔结构.对样品模板脱除研究中发现,OP是一种可通过溶剂洗涤即可除去的模板剂,这有利于保持骨架的介孔结构.研究了不同量Fe离子掺入骨架后对介孔材料的结构性质的影响,发现UV-Vis的吸收光谱红移且加宽;孔径、孔容下降,450℃煅烧无相转变.以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板、钛酸四丁酯为钛源,采用水热法合成介孔TiO<,2>材料,由XRD分析可知,pH对孔道有序性具有很大影响;孔道呈六角相的介孔TiO<,2>材料经350℃煅烧具有较大的比表面积(350m<2>·g<-1>),但此时六角相有序介孔结构却受到破坏.模板脱除研究发现,CTAB的脱除较为困难,只有通过400℃以上高温煅烧才可将其去除干净.Fe掺杂后的介孔TiO<,2>材料,短程有序的六角相介孔结构规则性比纯介孔TiO<,2>好,掺Fe量3﹪的介孔TiO<,2>规则性最好;同时发现350℃焙烧掺Fe的介孔TiO<,2>六角相介孔结构依然存在,比表面积达418m<2>·g<-1>.以甲基橙为降解对象,考察了介孔TiO<,2>的光催化活性,并与非介孔TiO<,2>以及商品化的纳米P25进行了比较,发现具有介孔结构的TiO<,2>光催化活性比非介孔TiO<,2>和纳米P25强;焙烧及掺杂Fe离子后的介孔TiO<,2>,光催化活性进一步提高,并分析了光催化活性产生变化的原因.
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