二氧化鈦及其石墨烯復(fù)合材料的合成和性能研究.pdf

1、近幾年來，隨著對(duì)輕質(zhì)新能源以及環(huán)境污染處理的需求，光催化材料受到了廣泛的關(guān)注和研究。TiO2因其具有廉價(jià)、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性良好等特性被廣泛的用作光催化劑，它不僅在降解污水中的有機(jī)污染物和空氣凈化等方面有重要的應(yīng)用價(jià)值，而且它在光解水制氫方面也獲得了深入的研究。然而，由于二氧化鈦的禁帶寬度較大（銳鈦礦相的禁帶寬度為3.2eV，而金紅石相的禁帶寬度為3.0eV），因而只能吸收波長(zhǎng)小于380nm以下的紫外光，使光催化性能受到了極大的限制。另外

2、，當(dāng)二氧化鈦光催化劑吸收太陽(yáng)光時(shí)，被紫外光所激發(fā)而生成的部分電子和空穴對(duì)在催化劑內(nèi)部迅速?gòu)?fù)合，成為了限制光催化活性的另一個(gè)重要的因素。因而，合成較窄的禁帶寬度而且還能夠有效的抑制光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合的TiO2催化劑仍然是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的科研難題。目前廣泛采用的方法如在TiO2中摻入貴金屬粒子、金屬氧化物、碳納米材料，通過調(diào)節(jié) TiO2形貌使其暴露出高活性的晶面等，有效的提高了光催化活性。本論文通過有效的控制 TiO2形貌使其暴露高能面

3、和與石墨烯復(fù)合等方式來提高TiO2的光催化活性。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）通過調(diào)控反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)釜體壓強(qiáng)、反應(yīng)溫度實(shí)驗(yàn)變量，研究的實(shí)驗(yàn)條件的變化對(duì) Ti O2的形貌的影響，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，合成理想的Ti O2顆粒。
　　（2）用水熱法通過鹽酸和氫氟酸的共同作用合成具有不同比例{001}和{100}晶面的二氧化鈦，比較{001}和{100}晶面比例的不同對(duì)二氧化鈦的光催化活性的影響，進(jìn)一步確定{001}和