納米晶二氧化鈦的晶相、織構(gòu)及光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化是一門集光學(xué)、電化學(xué)、材料學(xué)、表面化學(xué)和催化化學(xué)于一體的綜合性學(xué)科，其特征是半導(dǎo)體材料通過有效吸收光能產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力和還原能力的光生空穴和電子，在催化劑表面發(fā)生直接或間接的氧化或還原反應(yīng)。半導(dǎo)體光催化引起科學(xué)界普遍興趣的主要原因在于其對(duì)能源利用和環(huán)境凈化問題的潛在價(jià)值。 半導(dǎo)體光催化研究已開展30多年，取得了一些研究成果，但仍然存在許多必須解決的關(guān)鍵性問題。從基礎(chǔ)研究的角度來說，高效的半導(dǎo)體光催化劑仍需進(jìn)一步探

2、索。就目前研究較多的TiO2系光催化劑而言，其較寬的禁帶寬度和較低的量子效率仍然是限制其發(fā)展的主要原因。同時(shí)對(duì)于光催化的真實(shí)反應(yīng)歷程，仍然沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，這還需要借助現(xiàn)代物理技術(shù)的發(fā)展，通過原位技術(shù)進(jìn)一步揭示光催化反應(yīng)的本質(zhì)；從實(shí)際應(yīng)用角度來說，超細(xì)或納米型半導(dǎo)體催化劑難以分離，并且負(fù)載化后活性的下降及有效組份的流失等問題仍有待解決。此外，光催化反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)也不可忽視，除涉及到傳統(tǒng)催化反應(yīng)器的傳熱、傳質(zhì)問題外，如何有效地利用入射光也

3、必須加以考慮。對(duì)于一些需要外場(如電場、微波場和磁場等)輔助的光催化反應(yīng)，其反應(yīng)器的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，需要綜合協(xié)調(diào)考慮各種因素。 針對(duì)目前半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域存在的這些問題，我們從催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌入手，通過對(duì)制備方法和制備條件的優(yōu)化，制備不同系列的光催化劑，探究晶相、織構(gòu)及表面性質(zhì)對(duì)活性的影響本質(zhì)，為進(jìn)一步發(fā)展實(shí)用性光催化技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。本論文主要開展了以下幾方面工作：一、低溫鼓泡水解法制備葡萄狀多級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2小球及其光催化活性研究。