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2.2 介孔二氧化钛的制备 12
2.2.1 实验步骤 12
2.2.2 介孔二氧化钛的表征方法 12
2.2.3 制备介孔二氧化钛的实例一 13
2.2.4 制备介孔二氧化钛的实例二 15
2.2.5 制备介孔二氧化钛的实例三 18
2.2.6 制备介孔二氧化钛的实例四 20
2.2.7 制备介孔二氧化钛的实例五 25
3 结果与讨论 29
3.1 负载金的锡掺杂的介孔二氧化钛纳米催化剂的制备 29
3.2 最佳负载金的锡掺杂的介孔二氧化钛纳米催化剂的结果分析 29
3.2.1 XRD分析 29
3.2.2 N2吸附-脱附图分析 31
3.2.3 负载金的锡掺杂的介孔二氧化钛纳米催化剂热重分析 34
3.2.4 反应温度对负载金的锡掺杂的介孔二氧化钛纳米催化剂活性的影响 34
3.2.5 反应时间对负载金的锡掺杂的介孔二氧化钛纳米催化剂活性的影响 35
4 结论 36
1绪论
1.1 二氧化钛的性质
1.1.1 二氧化钛的物理化学性质
二氧化钛(TiO2),俗称铁白粉,它是一种半透明水白或微黄色四方晶体。无毒,不溶于水、有机酸和弱无机酸,微溶于碱[1]。在H2SO4以及HF中如果长时间煮沸的话，可以将其完全溶解,在KHCO3的饱和溶液中，它的热敏性稳定,温度如果在1855℃以上的话，它的形态会逐渐熔融。板铁矿属于斜方晶系,这种晶体极不稳定,它的结构是由氧原子密堆积而成的,而钛原子处于八面体的中心的位置,但是八面体结构稍有畸形,金红石型在650℃以上才可以转化成,人工方法无法合成,所以它没有一定的工业价值。锐铁矿属于四方晶系,是一个典型的八面体结构,具有较高的对称性,位于各顶点处是O原子,位于结构单元的中心位置是Ti原子,O原子和Ti原子间有两种不同的键长。锐铁矿型在常温下是稳定的,但是在高温下要向金红石型转化[2]。在没有特殊情况下，在165℃以下晶型不可能转化,但是如果温度一旦超过730℃时，它就会转化的很快。金红石型也属于四方晶系,是一个四面体的晶格结构形式,Ti原子位于结构单元的中心,而O原子则位于单元的顶点位置,O原子和Ti原子间也存在两种不同的键长。另一种金红石型是TiO2最稳定的结晶形态,它不但拥有致密的结构,也同样有着较高的硬度、密度、介电常数与折光率。广泛应用于涂料、造纸、塑胶、陶瓷炼金等工业中,用作重要的白色涂料。[3-4]
1.1.2 二氧化钛的光催化性质
关于这方向的科研开始于20世纪70年代,日本学者Fujishima[5]和Honda等人首先研究发现,在光电池的中光照射的TiO2可以发生水的氧化还原反应并可以释放H2,这一发现开创了多相光催化研究的新领域,其中光催化材料首先成为了科研研究的热门之首。1977年,Frank[6]将TiO2半导体用于降解有机污染物,光催化氧化法最为一种全新的水处理方法展现在在大家面前。1983年,Pruden[7]等人发现二氧化钛悬浮液中三氯乙烯可以发生光催化氧化反应,三氯乙烯可以被TiO2迅速降解,最终转化为CO2和HCl。从90年代开始,半导体光催化反应机理被进一步揭示以及先进测试和表征手段被人们不断挖掘,有许多不同领域的工作者进行了许多的研究工作,TiO2的光催化技术同时有了迅猛的发展。有研究表明,TiO2光催化技术可以有效果地降解而且可以矿化各类型有机污染物,其中包含有机卤化物、染料、杂环化合物、烃类、酚类、表面活性剂、农药,有害微生物等[8],能够将亚硝酸盐、硫氰酸盐等转化成无毒的形式[12],也可以去除废水中的有毒金属离子Cr6+,Au3+,Pb2+, Hg2+,Ag+等[9],它可以应用于许多领域，对于日常生活可以抵抗细菌、除去异、净化空气以及杀死癌细胞等[10-13]。另外,TiO2光催化还可以用于太阳能的利用,如光催化分解水和太阳能电池[14]。
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