纳米光催化剂TiO2的制备..docxVIP

存档日期：存档编号:北京化工大学研究生课程论文课程名称：＿＿超细粉体制备＿＿＿＿课程代号：＿＿＿＿ChE583 ＿＿＿＿＿任课教师：＿＿＿＿毋伟＿＿＿＿＿＿＿完成日期：＿2012＿年12＿月14＿日专业：＿＿＿化学工程与技术＿＿＿学号：＿＿＿＿2012200244＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿宋方慧＿＿＿＿＿成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿纳米光催化剂TiO2的制备方法摘要:纳米光催化剂二氧化钛由于其独有的光物理化学性能而被人们广泛关注，人们也对纳米TiO2的制备方法有了较为系统的研究，其中有些已经工业化生产，归纳起来可主要分为两大类：物理方法和化学方法。本文针对纳米TiO2的制备技术的原理和几种常用制备技术的工艺方法方面进行了综述，并针对文中提到的几种方法的特点进行了总结与对比，最后提出了纳米TiO2粉体制备的重点所在。关键词：纳米TiO2，光催化剂，制备Abstract:Nano photocatalysttitania aroused wide concern due to its unique optical physical and chemical properties, people also studiedthe preparation method of nanometer TiO2systematically,some of which has been industrialized. All these methods can be divided into two categories: physical methods and chemical methods. In this paper the preparation of nanometer TiO2 technology principle and preparation technology of several common processing methods are summarized, and the characteristics of each mentioned methods are summarized and compared, and finally puts forward some the key to preparation ofnanoTiO2 powders.Keywords:nanoTiO2photocatalystpreparation一 简介二氧化钛(TiO2)是一种物理化学性质稳定的n型宽禁带半导体材料, 具有无毒、无害、容易制备、价格低廉等优点, 特别是具有光电转换、光致变色及光催化等独特的光物理化学性能[1、2]，因此又被称为光催化剂。目前，光催化剂Ti02以其具有稳定的化学性质、强氧化还原性、抗光阴极腐蚀性、难溶、无毒、成本低，能有效氧化水中几乎所有有机污染物等优点受到研究人员的重视[3]。随着纳米技术研究热潮的兴起, 利用物理和化学的方法人工地将TiO2纳米材料排列成一维、二维和三维的纳米结构体系成为近年来研究的热点。 其中, 一维的TiO2纳米管具有更大的比表面积和更强的吸附能力, 表现出更高的光催化活性和光电转换效率, 在传感器、太阳能电池、光分解水制氢、光催化降解有机物等领域有着广泛的应用[4-11]。对光催化剂二氧化钛的研究从上个世纪70年代开始，至今方兴未艾。目前，已经开发出了许多纳米Ti02的制备方法，其中有些已经工业化生产，归纳起来可主要分为两大类：物理方法和化学方法。常用的物理方法有气相冷凝法和粉碎法(如高能球磨法)。通过多种办法使物质蒸发或挥发成气相，并经特殊工艺冷凝(如液氮)成核得到纳米粉体，这就是气相冷凝法的原理。其具体工艺有多种，如直接加热蒸发原料；产生电弧气化电极以及离子轰击电极。在气化和冷凝过程中须有保护性气体，可以通过控制蒸发和冷凝的工艺条件来控制粉体的粒径。低压气体冷凝法、溅射法、等离子法都是气相冷凝制备纳米Ti02的重要方法。这种方法制备的纳米Ti02粉体纯度高，颗粒大小分布均匀，尺寸可控。高能球磨法制备纳米Ti02的优点是工艺简单、成本低廉，易实现连续生产，缺点是颗粒大小不均，易引入杂质。制备纳米Ti02的化学方法根据反应物系的形态分为固相法、气相法和液相法。固相反应由于是只能依靠固体颗粒(许多分子的聚集体)之间混合来促进反应，而固体间的混合程度是极粗糙的，反应之后的颗粒还必须进一步的细微化，故不太适合制备纳米粒子。液相反应是适合化学反应的反应体系，作为纳米粉体的制备方法，它被研究得最广泛。常用于制备纳米Ti02的液相法主要有：沉淀法、水解法、氧化还原法、喷雾法、水热和溶剂热法、溶胶·凝胶法(sol—gel method)、激光合成法等。气相法中最常见的是化学气相