负载银二氧化钛纳米管的制备及其催化氧化性能研究

发布时间：2020-03-19 19:56

【摘要】：二氧化钛具有新颖的光、电等性质而被广泛应用在太阳电池、气体传感器以及光催化等领域。二氧化钛(TiO2)纳米管与其粉末比较具有更大的比表面积,较强的吸附能力,以及良好的紫外光吸收能力,已成为纳米材料合成与催化应用研究的热点之一。本硕士论文系统地研究了 TiO2纳米管的合成及其催化氧化性能,主要工作如下:采用水热法成功地合成出内径约为5-6nm,外径约为9-10nm,长为200-300nm的TiO2纳米管。通过XRD、TEM、XPS等分析方法对TiO2纳米管进行了系统的表征,探讨了不同焙烧温度对TiO2纳米管形貌和晶型转化的影响。结果表明:不同晶型和粒径的TiO2合成原料对纳米管形貌和晶型的影响显著,金红石晶型和粒径大的原料有利于纳米管的合成。二氧化钛在水热阶段形成无定型结构纳米管,经高温焙烧后结晶度提高,转变成金红石和锐钛矿混合型。当焙烧温度为400℃时,纳米管能维持稳定的管状结构,焙烧温度升高将会导致TiO2纳米管转变成不同尺寸的纳米棒。为了提高TiO2纳米管光催化氧化性能,本文采用低温多元醇法将Ag纳米粒子负载在纳米管上,通过XPS、XRD、TEM、UV-Vis等手段对复合催化剂进行了分析表征。结果表明:Ag纳米粒子均匀负载在TiO2纳米管表面,粒径为8-10nm,而且Ag粒子没有改变纳米管的晶型和形貌,改性后的催化剂使得光吸收延长至可见光吸收范围。研究了 TiO2纳米管复合催化剂对甲醛的光催化性能的影响。结果表明:在相同条件下,改性后的TiO2都提高其光催化性能,其中二氧化钛纳米管负载银催化效率最高,其次是TiO2纳米管。在催化剂添加量为低浓度时,甲醛降解率随着催化剂浓度的升高而升高,当催化剂浓度达到一定浓度后,催化剂浓度增加,对甲醛的降解率会减小。同时发现,甲醛的降解率随着甲醛初始浓度的增加而减小,紫外光的强度越高对甲醛的降解率越好,溶氧量的增加,有利于甲醛的光催化效率增加。此外,pH对甲醛的降解影响较大,碱性条件下,有利于甲醛降解。将TiO2纳米管和Ag/TiO2纳米管添加到再造烟叶的烟丝中,考察添加催化剂对再造烟叶热裂解的影响,通过模拟烟气实验,比较添加催化剂对主流烟气中挥发性羰基类化合物释放量的变化。结果表明,添加催化剂后明显改变再造烟叶热裂解过程,同时显著降低挥发性羰基类化合物的含量。
【图文】：

形貌,纳米管,合成原料,原料合成

２．４结果和讨论逡逑２．４．１不同合成原料对ＴｉＯｚ纳米管晶型和形貌影响逡逑图２．１所示是以Ｐ２００和Ｐ２５为原料合成的纳米管Ｐ２００－ＴＮＴ以及Ｐ２５－ＴＮＴ逡逑１４逡逑

纳米管,粉末

没有Ｐ２００合成的纳米管管状好。逡逑．卜：ｒ邋ｒ逡逑图２．１邋Ｐ２００和Ｐ２５合成的二氧化钛纳米管的ＴＥＭ图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋ＴＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋Ｐ２００－ＴＮＴ邋ａｎｄ邋Ｐ２５－ＴＮＴ邋ｆｒｏｍ邋Ｐ２００邋ａｎｄ邋Ｐ２５逡逑１－逦Ｐ２００逡逑２－逦Ｐ２５逡逑３－
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36;TB383.1

【参考文献】