光催化專題知識專業(yè)知識講座課件

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?納米TiO2光催化劑簡介※

?納米TiO2光催化劑的制備※

?納米TiO2光催化劑的表征

?納米TiO2光催化劑的應(yīng)用

?總結(jié)

主要內(nèi)容

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?納米TiO2光催化劑簡介

?什么是多相光催化劑？

多相光催化是指在有光參與的情況下，發(fā)生在催化劑及表面吸附物（如H2O，O2分子和被分解物等）多相之間的一種光化學(xué)反應(yīng)。

光催化反應(yīng)是光和物質(zhì)之間相互作用的多種方式之一，是光反應(yīng)和催化反應(yīng)的融合，是光和催化劑同時作用下所進行的化學(xué)反應(yīng)。

納米TiO2是一種新型的無機金屬氧化物材料，它是一種N型半導(dǎo)體材料，由于具有較大的比表面積和合適的禁帶寬度，因此具有光催化氧化降解一些化合物的能力，納米TiO2具有優(yōu)異的光催化活性，并且價格便宜，無毒無害等優(yōu)點因此被廣泛的應(yīng)用。

納米TiO2粉體

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半導(dǎo)體是指電導(dǎo)率在金屬電導(dǎo)率（約104~106Ω/cm)和電介質(zhì)電導(dǎo)率（

＜1-10Ω/cm)之間的物質(zhì)，一般的它的禁帶寬度Eg小于3eV。

半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)

導(dǎo)帶

價帶

禁帶

Eg＜3eV摻雜半導(dǎo)體

N型半導(dǎo)體

（正電荷中心起提供電子的作用，依靠自由電子進行導(dǎo)電）

P型半導(dǎo)體（負電荷中心起提供電子的作用，依靠空穴進行導(dǎo)電）

半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體（純的半導(dǎo)體，不含有任何雜質(zhì)，禁帶中不存在半導(dǎo)體電子的狀態(tài),即缺陷能級)

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實際半導(dǎo)體中，由于半導(dǎo)體材料中不可避免地存在雜質(zhì)和各類缺陷，使電子和空穴束縛在其周圍，成為捕獲電子和空穴的陷阱，產(chǎn)生局域化的電子態(tài)，在禁帶中引入相應(yīng)電子態(tài)的能級。N型半導(dǎo)體的缺陷能級Ed靠近導(dǎo)帶，P型半導(dǎo)體的Ea靠近價帶。

EcEd

Ev

價帶

Ec

EaEv導(dǎo)帶

價帶

導(dǎo)帶

P型半導(dǎo)體的能級

N型半導(dǎo)體的能級

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C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\03_02_07_1.swf

P型半導(dǎo)體中電子轉(zhuǎn)移示意圖

N型半導(dǎo)體中電子轉(zhuǎn)移示意圖

C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\03_02_08_1.Mpeg.swf

PN節(jié)

C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\03_02_09_1.swf

C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\03_02_09_2.swf

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?為什么要用納米半導(dǎo)體光催化劑？（量子限域效應(yīng)）

大的半導(dǎo)體粒子和微粒（分子簇）的空間電子狀態(tài)

粒子半導(dǎo)體

E0///////////////////////////////////////團簇

非定域分子軌道

非定域分子軌道

直徑

導(dǎo)帶

價帶

距離

淺陷阱

－

－

深陷阱

///////////////////////////////////////

—

—

－

－

表面態(tài)

深陷阱

深陷阱

表面態(tài)

（表面界面效應(yīng)）

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LUMO

HOMO

??

??

??

??

原子

軌道

分子

軌道

簇物

量子化

粒子

半導(dǎo)體

N=1

N=2

N=10

N=2000

N>>2000能

量

導(dǎo)

帶

價

帶

半導(dǎo)體能帶寬度與粒子大小N(?)的關(guān)系示意圖

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各種常用半導(dǎo)體的能帶寬度和能帶邊緣電位示意圖（pH=0）-101234TiO2WO3ZnO3.2

3.03

2.8SnO23.8ZnS3.6CdS2.4Fe2O32.2ENHEH+/H2O2/H2O.SrTiO33.2

1.1Si本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?常見的光催化材料

photocatalystEbg（eV）

photocatalyst

Ebg（eV）

Si1.1ZnO3.2TiO2（Rutile)3.0TiO2(Anatase)3.2WO32.7CdS2.4ZnS3.7SnO23.8SiC3.0CdSe1.7Fe2O32.2α-Fe2O33.1ZnO在水中不穩(wěn)定，會在粒子表面生成Zn(OH)2鐵的氧化物會發(fā)生陰極光腐蝕

金屬硫化物在水溶液中不穩(wěn)定，會發(fā)生陽極光腐蝕，且有毒！

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?光催化技術(shù)的發(fā)展歷史

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?TiO2光催化劑的優(yōu)點

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?TiO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

TiOTiO6金紅石型

銳鈦礦型

TiO2晶型結(jié)構(gòu)示意圖

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CrystalstructuresRelativedensityTypeoflatticeLatticeconstant

LengthsofTi-Obond/nmEg/eVacanatase3.84Tetragonalsystem5.279.370.1953.2rutile4.22Tetragonalsystem9.055.80.1993brookite4.13Rhombicsystem?TiO2晶體的基本物性

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?銳鈦礦相和金紅石相TiO2的能帶結(jié)構(gòu)

CB/e-VB/h+CB/e-3.2eV3.0eVVB/h+0.2eV?兩者的價帶位置相同，光生空穴具用相同的氧化能力;但銳鈦礦相導(dǎo)帶的電位更負，光生電子還原能力更強

?混晶效應(yīng)：銳鈦礦相與金紅石相混晶氧化鈦中，銳鈦礦表面形成金紅石薄層，這種包覆型復(fù)合結(jié)構(gòu)能有效地提高電子-空穴的分離效率

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?TiO2光催化材料的特性

研究方向：TiO2改性，提高太陽能的轉(zhuǎn)化率及光催化效率

TiO2是當前最具有應(yīng)用潛力的光催化劑

優(yōu)缺點

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?TiO2光催化劑的催化機理

半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體存在一系列的滿帶，最上面的滿帶成為價帶（valenceband，VB）存在一系列的空帶，最下面的空帶稱為導(dǎo)帶（conductionband，CB）；價帶和導(dǎo)帶之間為禁帶。

當用能量等與或大于禁帶寬度（Eg）的光照射時，半導(dǎo)體價帶上的電子可被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，同時在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，這樣就在半導(dǎo)體內(nèi)部生成電子（e-）—空穴（h+）對。

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?半導(dǎo)體價帶的光激發(fā)

固體中的光激發(fā)和脫激過程

空氣和溶液中通常是氧

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?光生電子—空穴對的氧化還原機理

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?TiO2光催化主要反應(yīng)步驟

hvH+VBE-CB復(fù)合

價帶空穴誘發(fā)氧化反應(yīng)

捕獲價帶空穴生成Titanol基團

導(dǎo)帶電子誘發(fā)還原反應(yīng)

捕獲導(dǎo)帶電子生成Ti3+TiO2本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

e-h+②

①

④

③

Ox-

Red+→→→CO2,Cl,H+,H2O

Red

⑤

TiTiHO⑥

⑦

TiO2光催化反應(yīng)基本原理及主要基元反應(yīng)步驟

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?光催化反應(yīng)類型

?反應(yīng)物被光激發(fā)后，在催化劑作用下引起的催化反應(yīng)：

?由激發(fā)的催化劑K*所引起的催化反應(yīng)

?催化劑和反應(yīng)物有很強的相互作用，如生成配合物，后者再經(jīng)激發(fā)進行的催化反應(yīng)

?在經(jīng)多次激發(fā)后的催化劑作用下引發(fā)的催化反應(yīng)

?光催化氧化-還原反應(yīng)

A+hvA*A*+K(AK)*B+KK+hvK*K*+A(AK)*B+KA+AKAK+hv(AK)*B+KK本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?

TiO2光催化活性的光催化的影響因素

?TiO2晶體結(jié)構(gòu)的影響

在

TiO2的三種晶型銳鈦礦、金紅石和板鈦礦中，銳鈦礦表現(xiàn)出較高的活性，原因如下：

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?TiO2表面結(jié)構(gòu)的影響

光催化過程主要在催化劑表面發(fā)生，對于單純的TiO2光催化劑，影響其光催化劑，影響其光催化活性的表面性質(zhì)如下：

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?催化劑顆粒直徑的影響

催化劑粒子的粒徑越小，單位質(zhì)量的粒子數(shù)越多，比表面積越大，催化活性越高；但比表面積的增大，意味著復(fù)合中心的增多，如果當復(fù)合反應(yīng)起主導(dǎo)作用的時候，粒徑的減小會導(dǎo)致活性的降低

當粒徑在1~10nm級時會產(chǎn)生量子效應(yīng)

半導(dǎo)體禁帶明顯變寬，電子—空穴對的氧化能力增強

半導(dǎo)體電荷遷移速率增加，電子與空穴的復(fù)合幾率降低

活性增大

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?溶液pH值的影響

TiO2在水中的零電點（電荷為零的點）為pH=6.25

當溶液pH值較低時，TiO2表面質(zhì)子化，帶正電荷，有利于光生電子向表面遷移

當溶液pH值較高時，由于OH-的存在，TiO2表面帶負電荷，有利于光生空穴向表面遷移

對于不同的物質(zhì)光催化降解有不同的最佳pH值，而且對于降解的影響非常顯著

實踐證明，在pH=3~9時，TiO2通常具有較好的催化活性

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?溫度的影響

1.當氧的分壓較高（如PO2=101325Pa），底物S的濃度較低時，溫度對催化劑表面氧的吸附數(shù)量影響不大，溫度效應(yīng)取決于溫度對有機物氧化速率的影響

2.當氧的分壓較低（如PO2≤5066.25Pa），底物S的濃度較高（大于10-3mol/dm-3)時。溫度效應(yīng)取決于溫度對有機底物和氧吸附性能的影響

?其他影響因素

除了前面提過的影響因素外，外加氧化劑、光源、光強、反應(yīng)液中的鹽等外界條件都可以對TiO2的光催化活性產(chǎn)生一定的影響。

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?提高TiO2光催化活性的途徑

目前的TiO2光催化劑存在兩個問題：

①量子效率低

②太陽能利用率低

解決方法：

?貴金屬沉積

?復(fù)合半導(dǎo)體

?離子摻雜修飾

?表面光敏化

?表面還原處理

?表面鰲合及衍生作用

?超強酸化

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?貴金屬沉積

沉積Ag后的TiO2光催化性能

光生電子在Ag島上富集，光生空穴向TiO2晶粒表面遷移，這樣行成的微電池促進了光生電子和空穴的分離，提高了光催化效率。

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?復(fù)合半導(dǎo)體

偶合型復(fù)合半導(dǎo)體電荷分離示意圖

SnO2–TiO2電子轉(zhuǎn)移過程示意圖

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包覆型復(fù)合半導(dǎo)體電荷分離示意圖

⊕

hvSnO2hvCBVBVBTiO2AA+SnO2—TiO2電子轉(zhuǎn)移示意圖

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?離子摻雜修飾

摻雜離子提高TiO2光催化效率的機制可以概括為以下幾個方面：

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氮摻雜的二氧化鈦帶隙結(jié)構(gòu)

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?表面光敏化

S*ShvCBVB一

AVBCBCBVBASAS一

光敏化的作用機理

敏化劑激發(fā)后電子轉(zhuǎn)移

電子轉(zhuǎn)移給受體

催化劑再生

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?表面還原處理

一方面，隨著TiO2表面Ti3+位的增多，TiO2的費米能級升高，界面勢壘增大，減少了電子在表面的積累及與空穴的進一步復(fù)合

另一方面，在TiO2表面，Ti3+通過吸附分子氧，也形成了捕獲光生電子的部位

對于TiO2光催化反應(yīng)，電子向分子氧的轉(zhuǎn)移是光催化氧化反應(yīng)的速度限制步驟，故表面Ti3+數(shù)量越多，越有利于電子向分子氧的轉(zhuǎn)移。

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?表面螯合及衍生作用

表面衍生作用及金屬氧化

物在TiO2表面的螯合可進一步改善界面電子傳遞效果，進而影響TiO2光催化活性。1.可有效延長光生電子-空穴的復(fù)合時間。2.能造成光催化劑TiO2的導(dǎo)帶向更負方向移動。

?超強酸化

增強催化劑表面酸性是提高光催化效率的一條新途徑。

一方面，通過二氧化鈦的SO42-表面修飾（超強酸化），是催化劑結(jié)構(gòu)明顯改善，有效地抑制了晶相轉(zhuǎn)變，使得具有高光催化本證活性的銳鈦礦含量增加、晶粒度變小、比表面積增大、表面氧缺陷位增加。

另一方面，SO42-/TiO2超強酸催化劑表面由于受到SO42-誘導(dǎo)的相鄰L酸中心和B酸中心組成了基團協(xié)同作用的超強酸中心增大了表面酸量及氧的吸附量。

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?納米TiO2的制備及表征

二氧化鈦合成

物理法

化學(xué)法

機械粉碎法

液相法

氣相法

液相沉淀法

溶膠-凝膠法

醇鹽水解法

微乳液法

水熱法

TiCl4氫氧焰水解法

TiCl4氣相氧化法

鈦醇鹽氣相氧化法

鈦醇鹽氣相水解法

鈦醇鹽氣相熱解法

※

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制備方法

優(yōu)點

不足

液相沉淀法

粒徑小，原料便宜易得

工藝流程長、廢液多、產(chǎn)物損失較大，純度低

溶膠-凝膠法

粒徑小，分布窄，晶型為銳鈦礦型，純度高，熱穩(wěn)定性好

有機溶劑來控制水解速度，致使成本較高

醇鹽水解法

常溫進行，設(shè)備簡單，能耗少，純度高

大量有機溶劑來控制水解速度,致使成本較高

微乳液法

可有效控制TiO2顆粒的尺寸

易團聚

水熱法

晶粒完整，粒徑小，分布均勻，原料要求不高，成本相對較低

反應(yīng)條件為高溫、高壓，材質(zhì)要求高

?液相法

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?液相沉淀法

傳統(tǒng)的方法（前軀體：TiCl4,Ti(SO4)2）

改進后的方法(前軀體：TiOCl2不加堿性沉淀劑)TiOCl2水溶液

白色晶型沉淀

白色晶型沉淀

加熱干燥

加熱干燥

金紅石型納米TiO2粉體

銳鈦礦型納米TiO2粉體

無定形的Ti(OH)4TiCl4或Ti(SO4)2過濾

洗滌

干燥

600℃煅燒

銳鈦礦

型TiO2800℃煅燒

金紅石型TiO2氨水,NaOH,(NH4)2CO3

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?溶膠-凝膠法(Sol-Gel)(前驅(qū)體(TNB))

混合液

均勻混合液

均勻混合液

黃色晶體

鈦酸丁酯

抑制劑

加入總醇量2/3的醇

緩慢滴加

1/3醇+水

攪拌

滴加鹽酸

測pH值

真空干燥

(ACAC，HAc)白色納米TiO2粉末

Sol-Gel法制備TiO2的工藝流程

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Improvementoftheexperiment10mlTNB7mlC2H5OH+A7mlC2H5OH+1.08mlH2O+1mlHAcA40℃,Stirring,useHCladjustpHto2AddB,2-3drop/sYellowgel100℃,1h500℃

5hWhiteTiO2powderXRDB本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?醇鹽水解沉淀法(前驅(qū)體(TNB))

鈦酸丁酯

醇

混

合

混合

水

酸

醇

水解

陳化

真空干燥

煅燒

納米級TiO2醇鹽水解法合成TiO2的工藝流程圖

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?水熱法

1.前驅(qū)體:（TNB,NaOH調(diào)整pH)3mlTNB

15mlC2H5OH

A

NaOHpH=5,6,8,10,12

B

Hydrothermalreactor

180℃，5h

Cool

Centrifugal

Lavation

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2.前驅(qū)體:TNB,尿素水解

3mlTNB5mlC2H5OHCO(NH2)210mlC2H5OHABStirring

CHydrothermalreactorCoolCentrifugalLavationDryingTiO2powder80℃,4h;180℃,4h本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

3.前驅(qū)體:TiCl4，NaOH調(diào)整pH2mTiCl410mlC2H5OH

A

NaOH1,3,5,7mlBHydrothermalreactor

WhiteTiO2powerCentrifugalLavationDryingCool180℃,8h本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?微乳液法

前驅(qū)體:TiCl4,NaOH，HCl調(diào)整pH混合

超聲

透明溶液A混合

超聲

透明溶液B

混合,調(diào)整pH反應(yīng)釜

180℃,8h冷卻

離心

粉末16.8ml正庚烷2.7ml正己醇

1.5gCTAB1.8mlTiCl4溶液

16.8ml正庚烷

1.5gCTAB2.7ml正己醇

B反應(yīng)釜

,8h

離心

16.8ml正庚烷2.7ml正己醇

1.5gCTAB1.8mlTiCl4溶液

16.8ml正庚烷

1.5gCTAB2.7ml正己醇

洗滌干燥

白色TiO2

混合

超聲

透明溶液A混合

超聲

透明溶液

混合,調(diào)整pH180℃冷卻16.8ml正庚烷2.7ml正己醇

1.5gCTAB1.8mlTiCl4溶液

16.8ml正庚烷

1.5gCTAB2.7ml正己醇

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小結(jié)：

通過對各種方法制備出的納米TiO2對比，發(fā)現(xiàn)采用溶膠凝膠法制備的納米TiO2具有粒徑小，分布窄，晶型為銳鈦礦型，純度高，熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)率較高等優(yōu)點，是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ暮铣煞椒?。是有可能?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的合成納米材料的方法。我們采用溶膠凝膠法，合成了一系列的摻雜型納米TiO2，并對其進行了負載，測定了光催化性能，得到了很好的結(jié)果。

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?摻雜型納米TiO2的制備

5mlTiCl4(1mol/L)

NaOH180℃,8hHydrothermalreactorCentrifugalLavationdryingPurplepowderCool

WhiteprecipitationNaOHNowhiteprecipitation6.8mlHAuCl4?水熱法（摻雜Au）

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?微乳液法（摻稀土元素）

混合

超聲

透明溶液A混合

超聲

透明溶液B

混合,調(diào)整pH反應(yīng)釜

180℃,8h冷卻

離心

洗滌

干燥

白色TiO2粉末

16.7ml正庚烷2.7ml正己醇

2.3gCTAB10.8mlTiCl4

16.7ml正庚烷

2.3gCTAB2.7ml正己醇

混合

超聲

透明溶液A混合

超聲

透明溶液B

混合,調(diào)整pH反應(yīng)釜

180℃,8h冷卻

16.8ml正庚烷2.7ml正己醇

1.5CTAB1.8mlTiCl4

16.8ml正庚烷

1.5gCTAB2.7ml正己醇

稀土硝酸鹽

+鹽酸

超聲

鹽溶液

溶解

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?溶膠-凝膠法(摻雜過渡金屬)

MCln

HCl少量C2H5OH超聲

溶解

澄清溶液

HAc+H2OTNB加熱

攪拌

黃色膠體

C2H5OH黃色溶膠

陳化

凝膠

500℃,8h摻雜型納米TiO2本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?

納米TiO2光催化劑的負載

由于粉體的納米TiO2過程中存在著使用和回收不便的問題，在實際的應(yīng)用中很難利用，因此需要對TiO2進行負載，以便在實際中得到很好的應(yīng)用。

我們采用浸漬法、層層組裝的方法對納米TiO2進行了負載，分別在石棉繩、玻璃纖維、沸石、分子篩上進行了負載并測試了對甲醛的降解效率，得到了較好的結(jié)果。

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?浸漬法（載體為石棉繩、沸石、分子篩）

石棉繩

沸石

分子篩

100℃

干燥

納米TiO2溶膠

浸泡

2h,除乙醇

灼燒,600℃

8h負載型納

米TiO2催化性能

測定

24h本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?層層自組裝法（載體為玻璃纖維布）

1.玻璃纖維布的前處理

玻璃纖維布

1%SDS溶液

15minH2O5min1%HCl溶液

80℃，30minH2O5min帶負電荷的玻璃纖維布

1%的PDDA溶液

15minH2O5min帶正電的玻璃纖維布

聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽

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2.層層自組裝進行負載

將處理好的玻璃纖維布依次浸于的PSS溶液中15min、水中5min、TiO2懸濁液中15min、水中5min，如此重復(fù)10次，再在高溫下燒結(jié)，可測得平均每平方米的玻璃纖維可負載光催化劑I0.5g處理好的玻璃纖維布

1%的PSS溶液

H2O1%的

TiO2溶液

H2O15min5min15min5min聚苯乙烯磺酸鈉

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“FromSelf-OrganizingPolymerstoNanohybridandBiomaterials”StephanF?rsterandThomasPlantenberg,Angew.Chem.,Int.Ed.,2002,41,688.Orderstructure本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?納米TiO2光催化劑的表征

1020304050607080050100150200250300350400450500550600650700750800

Intensity/a.u.2??degreeTi(OR)4/H2O=1:1(Moleratio),400Ti(OR)4/H2O=1:2(Moleratio),600

Ti(OR)4/H2O=1:5(Moleratio),600

Ti(OR)4/H2O=1:10(Moleratio),500XRD溶膠-凝膠法

銳鈦礦：25.30，37.80和48.10

金紅石：27.50，36.10和44.10本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

1020304050607080050100150200250300350400450500550600650FWHM=0.368FWHM=0.270FWHM=0.248

Intensity/a.u.2???degree?withoutmetalionsZn2+Fe3+Sn2+FWHM=0.296本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

TEM本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

水熱法

10203040506070050100150200250300350400450

Intensity/a.u.2??degreepH=5pH=6pH=8pH=10pH=12FWHM=0.564XRD本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

60

TEM本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

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晶粒直徑計算（pH=6）

BBKt??cos???Scherrer'sFormula

K=0.89λ=0.154178nmB=0.564*π/180=0.00984t=0.89*λ/(BCosθB)

=0.89*0.154178nm/[0.00984*Cos(25.337/2)]=13.9nmK：謝樂常數(shù)

B：衍射峰值半高寬的寬化程度

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TiO2:10%Sn的TEM圖

TiO2:10%Sn的EDS圖

溶膠-凝膠法

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TiO2:10%Pd的TEM圖

TiO2:10%Pd的EDS圖

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?催化性能的測試（降解苯酚）

03060901201501802100510152025

UndopedTiO2

2%Cr/TiO2

10%Pd/TiO2

10%RE/TiO2

Concentration

/

mg/LTime/min本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?降解甲醛（分子篩負載）

15202530otocatalystIatdifferenttimes

t/h510152025305060708090100DegradationofformaldehydebyphotocatalystIatdifferenttimes

Degradation

efficiency/%t/hfigure4.3本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?納米TiO2的應(yīng)用

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?環(huán)保方面的應(yīng)用

A.無機污染物的光催化氧化還原

光催化能夠解決Cr6+、Hg2+、Pd2+等重金屬離子的污染

光催化還可分解轉(zhuǎn)化其它無機污染物，如CN-、NO2-、H2S、SO2、NOx等

B.機化合物的光催化降解

有機物

催化劑

光源

光解產(chǎn)物

烴

TiO2紫外

CO2，H2O鹵代烴

TiO2

紫外

HCl，CO2，H2O羧酸

TiO2

紫外，氙燈

CO，H2，烷烴，醇，酮酸

表面活性劑

TiO2

日光燈

CO2，SO32-染料

TiO2

紫外

CO2，H2O，無機離子，中間物

含氮有機物

TiO2

紫外

CO32-，NO3-，NH4+，PO43-，F(xiàn)-等

有機磷殺蟲劑

TiO2

紫外，太陽光

Cr，PO43-，CO2本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。

?衛(wèi)生保健方面的應(yīng)用

滅殺細菌和病毒

可以用與生活用水的殺菌消毒；負載TiO2光催化劑的玻璃，陶瓷等是醫(yī)院、賓館、家庭等各種衛(wèi)生設(shè)施抗菌除臭的理想材料。

TiO2光催化劑殺菌的特點

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使某些癌細胞失活

TiO2表面修飾血卟啉（Hp，hematioporphyrin），通過有選擇地局部或局域注射微粒到瘤內(nèi)，隨后用光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)紫外光集中照射瘤組織體，光激發(fā)TiO2顆粒表面生成強活