纳米晶TiO2纤维的制备及光催化水处理研究.doc

纳米晶TiO2纤维的制备及光催化水处理研究.doc:..纳米晶TiO2纤维的制备及光催化水处理研究摘要本实验以四氯化钛、乙酸钾和乙酰丙酮为原料,按照一定比例溶解于无水甲醇后混合,采用溶胶・凝胶法制备溶胶纺丝液后甩丝,得到乙酸太前驱体纤维,将纤维加热到一定温度进行热处理得到强度较好的TiO2纤维。利用DSC、XRD、IR、SEM对纤维进行检测,表征纤维的成分与结构。将纤维置于X-3B活性艳红溶液中,分别在太阳光与紫外光下进行光催化活性的实验。综合强度与光催化活性得出结论:TiCI4:乙酰丙酮二1:1、添加适量去离子水制备得到的纤维强度与光催化活性最佳。9043关键词TiO2纤维制备方法结构表征光催化活性毕业设计说明书(论文)外文摘要TitleSi-dopedmesoporousTi02continuousfibers:PreparationbycentrifugalspinningandphotocatalyticpropertiesAbstractTitaniumdioxidefibersplayanimportantroleindealingwithfoulwater,,weusetitaniumtetrachloride,potassiumacetateandacetylacetoneasrawmaterials,withdissolvedinmethanol,-,-3Bsolution,:fiberpreparedbyTiCI4:acetylacetone=1:[5>6],作为水处理材料,纳米粉体需要负载才可以投入使用。但是纳米Ti02悬浮相体系存在着催化剂易失活、易凝聚、难回收及光能利用率低等弊端,—定程度上限制的纳米二氧化钛的应用[2]。于是,二维的纳米纤维就进入了各国研究员的视线。Ti02纤维是一种具有多晶结构的氧化钛纤维,其光催化能力通常随着晶粒粒径的减小而增加,当粒径在1300nm时可产生表面效应和量子效应,粒径在5-50nm时光催化能力最强⑶。Ti02纤维可以作为光催化剂、触媒和酶的载体、吸附材料等,因此具有很高的应用价值[4]。[5>6]TiO2光催化是以n型半导体能带理论为基础,半导体具有与金属不同的不连续能带结构,一般由填满垫电子的低能价带和空的高能导带构成,价带和导带之间存在禁带。当收到能量等于或大于其禁带宽度的电子照射时,将产生电子■空穴对。二氧化钛是一种N型半导体金属氧化物,,,价带上的电子被激发跃迁至导带,形成带负电的高活性电子(&),在价带上产生相应的空穴(h+),并在电场作用下迁移到二氧化钛表面不同位置。高活性的e■具有很强的还原能力,可与气相中的02反应生成02-自由基,实现对吸附到二氧化钛表面的气体有机物的氧化分解,而分布在表面的光生空穴则具有很强的氧化能力,可将吸附在二氧化钛表面上的0H和H20分子氧化成活泼的•0H自由基。•0H自由基具有极强的氧化能力,以被公认为是水体中反应活性最强的氧化剂,能无选择性的氧化水中的有机物及部分无机污染物,可以吧许多有毒有害、难降解的有机氧化物化为有机小分子,并可最终将其降解为C02,水和相应的无机离子等无害物质,实现完全矿化。此外,许多有机物的氧化电位较二氧化钛的价带电位更负一些,这样的有机物吸附于二氧化钛表面时,也能直接为h+所氧化。,是一种利用聚合物溶液或熔体借助静电作用进