溶膠凝膠法制備二氧化鈦

1、二氧化鈦的制備及性能研究 學(xué)生姓名：劉學(xué)貴學(xué)生姓名：劉學(xué)貴 指導(dǎo)教師：王敦青指導(dǎo)教師：王敦青 專專 業(yè)：材料化學(xué)業(yè)：材料化學(xué) 學(xué)學(xué) 號：號：200700904013 TiO2的主要性質(zhì)v光催化性能v降解性能v凈化殺菌 目的及意義： 通過對TiO2催化性能的研究，明確其反應(yīng)機(jī)理，并通過控制外部條件，研究TiO2催化的最佳實驗條件，為TiO2的催化降解提供實驗依據(jù) 選題目的及意義TiO2的主要合成方法 物理法： 真空蒸發(fā)法 惰性氣體冷凝法 物理化學(xué)綜合法： 氣相法 液相法vTiO2的制備v將鈦酸丁酯滴加到含有95%乙醇和冰醋酸的 混合溶液中，鈦酸丁酯遇水會發(fā)生水解。v Ti(OR)4+4H2O T

2、i(OH)4+4ROHv Ti(OH)4+Ti(OR)42 TiO2+4ROHv 2Ti(OH)42TiO2+4H2O 實驗部分二氧化鈦制備的正交實驗表 序號 鈦酸丁酯溶解速度/min 凝膠放置時間/d 煅燒時間/h 煅燒溫度/ 產(chǎn)量/ (g )產(chǎn)品外觀 130324504.0747 淺灰白色 230745004.4870 白色 3301466003.7300 淺黑白色 460346004.0469 灰色 560764503.9194 白色 6601425003.9838 白色 7120365004.1359 白色 8120726004.2388 灰白色 91201444504.2605 白色

3、 v 二氧化鈦光催化降解甲基橙v 實驗方法v取三份20 ml濃度為20 mg/L的甲基橙溶液分別置于玻璃反應(yīng)器中，分別投入0g、0.5g、1g TiO2粉末，磁力攪拌，在開啟紫外燈照射一定時間后，通過測定甲基橙的吸光度來計算去除率 。v 分析方法v光降解率=(A0-A)/A0 ,其中A0為降解前原溶液的吸光度，A為降解后溶液的吸光度 020406080100010203040506070去除率%時間min UV/TiO2（1g/l) UV/TiO2（0.5g/l) UV實驗表明：在紫外光的環(huán)境下，向甲基橙溶液中加入適量TiO2，可以有效的提高甲基橙的降解速率。vpH對甲基橙去除率的影響2468

4、101225303540455055606570去除率%pH結(jié)論：pH為5左右的時候甲基橙的去除率較好vFe3+對去除率的影響v v結(jié)果表明，當(dāng)加入的Fe3+的濃度為68 mg/L的時候甲基橙的去除率較高。 24681020304050607080去除率（%）Fe3+濃度（mg/l)v催化劑用量對反應(yīng)的影響v實驗結(jié)果表明，光催化劑用量為11.2 g/L時，催化效果明顯好于其它情況。 20406080100 120 140152025303540455055606570去除率%時間min 1.0g/L 1.2g/L 0.8g/L 0.5g/L 1.5g/LTiO2與ZnO光催化劑的比較 v實驗表

5、明：TiO2光催化劑對甲基橙的光催化降解的效果優(yōu)于納米ZnO光催化劑的降解效果。20406080100 120 14010152025303540455055606570去除率%時間min TiO2 ZnOTiO2/Mn2+/ H2O2/UV體系與其他TiO2光催化體系的比較 v 實驗表明：TiO2在多體系環(huán)境下有較好的脫色作用 02040608010012001020304050607080脫色率/%time/minTiO2/ Mn2+/ H2O2/UV體系 TiO2/ H2O2/UV體系 TiO2/ UV體系結(jié)果與討論 v溶膠凝膠法制備TiO2的結(jié)論 v溶膠凝膠法中通過控制反應(yīng)速度、凝膠放置時間、煅燒溫度以及煅燒時間反應(yīng)條件，制得的產(chǎn)品表明：樣品2最接近TiO2分析純的綜合指標(biāo)。 TiO2催化降解甲基橙結(jié)論 vTiO2對甲基橙的降解有促進(jìn)作用。v適當(dāng)增加TiO2用量、采用功率較高的紫外燈處理，甲基橙的脫色效果更好。v在UV/TiO2體系中加入適量Fe3+，甲基橙去除率提高，但Fe3+濃度增大到一定值后光催化活性降低。 TiO2/ Mn2+/H2O2/UV體系