硬模板法制备纳米级二氧化钛及光催化性能的研究

摘要以钛酸丁酯为前驱体，通过以葡萄糖为原料通过水热法制备的纳米碳球为模板，采用硬模板法制备TiO2纳米中空微球，使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、固体紫外(UV)等手段研究了不同粒径的模板对制备的TiO2纳米中空微球的结构形貌及光催化活性的影响。结果表明，采用不同粒径纳米碳球为模板所制备的纳米TiO2纳米中空微球均具有较好的光催化性能，在紫外光区(200 nm~350 nm)有较强的吸收。TiO2样品的光催化活性通过在紫外灯（500 W汞灯）为光源的照射下降解一定浓度的甲基橙的效果来衡量，降解结果表明所有的样品均具有较高的光催化活性，其中以10 g葡萄糖为原料制备的碳球作模板所合成出的TiO2粒子具有最高的光催化活性。68460

毕业论文关键词：二氧化钛纳米微球模板法催化

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The synthesis and characterization of TiO2 nanoparticles by using carbon spheres as hard template with enhanced photoactivity

Abstract

The anatase TiO2 nanoparticles were synthesized by a hard-template method, firstly, the carbon spheres were synthesized via a simple hydrothermal method with the use of glucose solution, secondly, butyl titanate was used as Ti precursor, after the coating process of amorphous the samples were annealed at 400℃ to get TiO2 spheres. Varirous characterizations such as Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Diffraction (XRD) and UV-Vis absorption spectroscopy (UV-Vis) were carried out to study the physical-chemical properties of the as-prepared samples. The results showed that the template was uniform with average diameter 120 nm. After removing the template by annealing the TiO2 samples showed a had strong absorbance in ultraviolet region (200nm~350nm). The photocatalytic activity of TiO2 samples were measured by the degradation of certain concentration of methyl orange (MO) under the ultraviolet (UV) light (500 W mercury lamp). We found that all the samples were all have a high photocatalytic activity.

Keywords: Titanium dioxide Nanospheres Hard-template Photocatalysis

1 绪论 1

1.1 中空结构与硬模板法. 1

1.2 纳米TiO2与光催化 2

1.3 TiO2的制备方法 3

1.4 本文特色、研究内容及研究方案. 4

2 TiO2纳米粒子的制备与表征. 6

2.1 实验试剂及仪器 6

2.2 实验过程 6

2.3 样品的表征. 7

2.4 本章小结 9

3 光催化性能研究 11

3.1 甲基橙浓度-吸光度的标定. 11

3.2 样品的光催化性能测试 13

3.3 固体紫外测试.. 15

3.4 本章小结 16

结论 17

致谢 18

参考文献. 19

1 绪论

1.1 中空微球

微球型(Microsphere)材料是指直径在纳米级至微米级，形状为球形或者其他类球型几何结构的材料，其形貌包括空心、实心、多空、椭球等形式。因其尺寸和特殊结构，微球材料在许多研究领域发挥着重要作用。

中空微球是微球型材料的一个重要分支。与实心微球相比较,中空微球具有更多特殊和优异的物理及化学性质,例如具有较小的密度、较大的比表面积以及较好的稳定性和表面渗透性,其中无机中空微球较有机中空球还具有耐高温、抗老化等优点。目前，空心微球作为一种新型功能材料已经广泛应用与化学、生物医药和材料领域中[1-3]，如被用作催化剂载体、药物输送、轻质填料、涂料、控制释放微胶囊材料等。

由于中空微球具有较高的比表面积，可以大大提高与反应物的接触面积，提高催化率。Ling[4]等人用模板法以Co纳米颗粒为模板，通过Co与H2PtCl6的置换反应制备的Pt空心纳米球的催化能力是相近粒径的实心Pt纳米微粒的2倍。计算显示，壳层中具有微孔的中空微球的比表面积是实心颗粒的1.6倍,该数据接近二者催化活性的差别数据。因此中空微球表面积的增加导致微球可供反应物质发生反应的面积增大是中空Pt纳微球催化活性增加的主要原因。论文网硬模板法制备纳米级二氧化钛及光催化性能的研究:http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_76991.html