納米結構光催化劑的設計合成與性質研究.pdf

1、以半導體材料做為催化劑的太陽能光電化學轉換技術的開發(fā)和利用以其無二次污染、能耗低、適用范圍廣等優(yōu)點成為目前解決環(huán)境問題的重要途徑之一。由于目前廣泛使用的二氧化鈦光催化劑在可見光吸收、光催化效率等方面受到限制，因此設計開發(fā)具有高光催化活性新結構、新材料具有重要的科學意義。本論文圍繞納米結構光催化劑的設計合成與性質研究展開工作。發(fā)展了貴金屬復合二氧化鈦納米結構的控制合成和組裝技術，構建了具有多孔、大比表面的二氧化鈦介孔球，探討了介孔結構及貴

2、金屬復合二氧化鈦對提高可見光光催化效率的作用;將材料的選擇性吸附和光催化相結合，利用復合結構中碳組分對目標分子的選擇性吸附作用，設計制備了一種選擇性光催化劑，使其能夠應用于降解分離高濃度混合型污水。此外在新型光催化劑方面，研究了釩酸鉍的控制合成及其光催化性能測試。主要的研究工作及結果如下:
　　 1、利用非水溶劑熱法合成了單分散的TiO2和Au納米顆粒，通過微乳體系使單分散的TiO2和Au納米晶組裝成膠體球，通過煅燒形成具有特殊

3、結構的Au/TiO2介孔納米復合微球，實現(xiàn)了Au納米粒子在TiO2基底中的高分散負載。該介孔球的比表面積可以達到270m2·g-1以上并且具有高度開放的介孔，因此可以濃縮溶液中在其表面附近的有機物分子，從而提高其光催化活性。同時，納米Au顆粒具有很強的表面等離子體共振(SPR)吸收，使Au/TiO2介孔球能夠在可見光區(qū)有很強的光響應，顯著的提高了Au/TiO2納米復合微球的可見光光催化性能。
　　 2、利用隔絕氧氣煅燒使納米顆粒

4、表面有機基團碳化，合成一系列具有高吸附量的Au/C/TiO2復合介孔球。由于材料本身的負電性，對正電性分子有很強的吸附能力，展現(xiàn)了良好的選擇性吸附能力。由于吸附可以起到濃縮反應物的作用，從而提高光催化反應的效率，所以Au/C/TiO2介孔球材料可以使選擇性吸附和光催化很好的結合起來利用其協(xié)同作用，達到循環(huán)處理大量高濃度廢水的目的，為實現(xiàn)選擇性光催化降解和分離污水提供可行性依據(jù)。
　　 3、發(fā)展了旋轉液膜法和水熱反應相結合的方法制