基于TiO2納米復合材料的制備及光催化研究.pdf

1、為了掌握TiO2形貌對去除污水中有機污染物的光催化活性影響，并進一步解決TiO2的光輻射響應區域窄及自身光生電子-空穴易復合的難題，以提高對被降解物的氧化還原效率和速率的目的開展了以下一系列試驗。首先，通過原位生長法結合化學刻蝕原理制備出比表面積大的杯狀形貌的TiO2，此外利用簡單的水熱法合成(001)-TiO2和(100)-TiO2兩種片狀結構的顆粒。在此基礎上，制備了xPt/TiO2復合材料(x——Pt∶TiO2的質量比0～3％)和

2、三維石墨烯/TiO2復合塊體材料以滿足上述試驗目的。其次，通過X射線衍射圖譜(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)分別對樣品進行微觀結構相組成、表面形貌的表征以及證實Pt的成功復合。采用BET測試分析固體顆粒的比表面積，最后以羅丹明B有機染料模擬被降解物，利用紫外-可見分光光度計測試催化劑光反應后Rh.B的去除率。結果表明:
　　(1)TiO2均為純銳鈦礦相;納米杯粒徑分布均勻約150±5nm，開口孔徑為1

3、00nm左右;(001)納米片長、寬約為60*40nm;(100)納米片長100至200nm，寬為15～25nm;納米杯比表面積99m2/g約為片狀的二倍;納米杯最佳降解效率達99.94％;三者的光催化活性順序為cup＞(001)-TiO2＞(100)-TiO2。
　　(2)二元樣品中僅3％Pt/TiO2凸顯了Pt的相應特征峰;Pt/納米杯制備過程中發生了晶格畸變與晶粒尺寸的減小(約60nm)，2～5nm的Pt粒子分布于TiO2表

4、面;但是2％Pt/TiO2表現出最佳降解率，3％Pt/TiO2次之，1％Pt/TiO2最差。
　　(3)三維石墨烯/TiO2結構疏松。納米杯復合后尺寸減小而開口尺寸無變化，石墨烯/(001)納米片的石墨烯還原程度高但(001)納米片發生破碎——其長減小20～40nm，寬僅為原來尺寸(40nm)的1/3～1/2。0～1h，石墨烯/(001)-TiO2對降解率約64％，而石墨烯/納米杯和石墨烯/(100)納米片僅21％和15％;1～2