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TiO2/C的發展研究現狀

時間:2019-05-19 15:16來源:畢業論文
TiO2/C的發展和研究現狀1 TiO2/C的發展半導體光催化技術是近些年發展起來污水處理技術中的被認為是最有前途的應用技術之一。在去除污水中難降解的污染物方面,半導體光催化表現出了

TiO2/C的發展和研究現狀1 TiO2/C的發展半導體光催化技術是近些年發展起來污水處理技術中的被認為是最有前途的應用技術之一。在去除污水中難降解的污染物方面,半導體光催化表現出了能源節約、價廉、催化劑容易去等優點。由于TiO2是化學性質穩定、廉價并且毒性小的一種氧化劑,TiO2在所以水和空氣的凈化方面具有優越的性能[9-11]。但是,TiO2在使用過程中存在一定的局限性是由于TiO2的禁帶寬度比較大(3.0-3.2eV),太陽光中中紫外光的利用率不到5%。所以,為了能夠有效地改善TiO2在使用過程中的局限性,也就是更好地利用可見光資源,對TiO2的改性做了大量研究,比如貴金屬擔載、金屬摻雜、非金屬摻雜等等,現在常用的有摻炭、慘硅、摻磷等手段[11-15]。 由于在諸多材料中,炭質材料能夠使TiO2在太陽光照射下具有更高的催化活性,更好地提高TiO2光催化性能,提高TiO2催化劑的利用率,因此人們更加關注TiO2 /C發展和研究。35571
TiO2由于其優異的光催化性能而廣泛地被人們用作光催化劑,并且TiO2還具備著其他光催化劑所不具備的化學穩定性、毒性小、價廉、環保等優點。納米TiO2不僅用于氣相以及水溶液中有機污染物的降解、除臭、自潔凈以及殺菌滅菌,還由于具有優良的光學和電子性質而用于光-電轉換,在各個方面廣泛地被用于日常生活中。
 2 TiO2/C氣凝膠的制備方法
通常,炭與二氧化鈦的復合主要有以下幾個方面: (1) 碳質材料負載TiO2; (2) 炭包覆TiO2顆粒; (3)碳分散在TiO2體相中; (4) 碳元素摻雜改性TiO2。

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TiO2 /C氣凝膠復合材料的制備方法主要有溶膠-凝膠法、二次煅燒法、水熱合成法、熱氧化法等。
1、溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是以間苯二酚(R) 和糠醛(F) 為碳源,以四氯化鈦/鈦酸四丁酯為鈦源,以無水乙醇為溶劑,環氧丙烷為網絡誘導劑,乙酰乙酸乙酯為絡合劑,采用一步溶膠-凝膠法簡單快捷的合成了TiO2-RF 復合氣凝膠,高溫炭化后得到TiO2 /C復合材料。溶膠-凝膠過程如圖1-2所示。
溶膠-凝膠過程
圖1-2 溶膠-凝膠過程
再將溶膠置于70 ℃恒溫水浴鍋中老化5d 得到復合濕凝膠,經環氧丙烷溶劑置換7d。 老化過程如圖1-3所示。
 老化過程中凝膠結構的變化示意圖
將得到的復合濕凝膠放入超臨界干燥反應釜中,對樣品進行超臨界干燥1h。將樣品用豎式炭爐炭化( 高純N2保護,800℃炭化3h) ,得到二氧化鈦-炭復合材料[16]。
2、水熱合成法
水熱合成法是在特制的密閉反應器(高壓反應釜)里,利用高溫高壓下,化合物表現出溶解度增大、晶體結構易轉型、離子活度增加等特殊性質,以水溶液作為反應介質,通過對溶液加熱,溶液溫度可以超過水的沸點,達到飽和蒸汽壓,創造一個高溫、高壓的反應環境,使通常難溶或不溶的物質溶解并重結晶,從而制得相應的納米粉體。
3、熱氧化法
熱氧化法是一種最簡單的方法,直接在爐子上煅燒氧化含Ti金屬。Khan等人在天然氣中850℃條件下煅燒金屬Ti制備C摻雜TiO2,第一次提出碳摻雜的TiO2具有很高的光電化學性能,通過光解水制備H2和O2,發現其光電轉換效率可以達到8.35%,并且在可見光下具有穩定的光催化性能。Irie等通過加熱氧化TiC粉末的方法制備了C摻雜的銳鈦礦相TiO2粉末,TiC粉末也在可見光下表現出光催化活性。 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
4、其他制備方法
除了上述幾種制備方法外,也可以用化學氣相沉積法(CVD)、磁控濺射法、微乳溶液法、等離子體火焰法和均相沉淀法等方法制備 TiO2/C 。 TiO2/C的發展研究現狀:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190519/33589.html
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