炭黑吸附法氧化钛及其镨掺杂纳米粉体的制备和光催化性能研究

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TiO2因其具有制备成本低、较好的稳定性以及良好的光催化效率等优点,被认为是目前最有前景的光催化剂。但在实际使用过程中,由于催化剂TiO2的锐钛矿晶型向金红石的转变及煅烧过程中的烧结与团聚的存在均会影响其催化降解活性。为了改善催化剂结构及提高催化效率,研究者们采取了普遍应用的溶胶凝胶法、微乳液法、水解法以及沉淀法等制备方法中外加试剂和调节水解条件的办法。
　　本文利用炭黑吸附钛酸异丙酯水热法制得具有锐钛矿晶型的TiO2纳米粉体。另外,以硝酸镨为掺杂的前驱物,钛酸异丙酯为TiO2的前驱物,通过炭黑吸附高温水热法制得掺杂镨的量为0.07％的纳米Pr3+/TiO2粉体。经过400℃,500℃,600℃,700℃,800℃焙烧后,分别采用热重/差热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积吸附(BET)和紫外-可见光谱(UV-VIS)等仪器分析方法对所得粉体进行了表征。
　　炭黑的吸附阻止了纳米TiO2超细颗粒在煅烧过程中的团聚和烧结,提高了TiO2锐钛矿晶型向金红石型转变的温度。实验结果表明,600℃下焙烧的TiO2纳米粉体具有良好的分散状态和单一的锐钛矿晶型。经获得的TiO2粉体粒径为18nm,比表面积约为70g/m2。
　　对比德固萨公司的P-25、和炭黑吸附法制得的TiO2、Pr3+/TiO2粉体在600℃下焙烧所制备TiO2粉体对甲基橙降解率分别为78%、98.3%、96.7%。掺杂镨后提高了Pr3+/TiO2粉体的光催化活性。

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作者
介瑞华;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科功能材料
授予学位硕士
导师姓名赵文广,郭贵宝;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类金属催化剂;
关键词
炭黑吸附法; 二氧化钛; 镨掺杂; 纳米粉体; 光催化性能;

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