二氧化钛的制备及性能研究 学生姓名：刘学贵学生姓名：刘学贵 指导教师：王敦青指导教师：王敦青 专专 业：材料化学业：材料化学 学学 号：号：2溶胶凝胶法制备二氧化钛 TiO2的主要性质v光催化性能v降解性能v净化杀菌 目的及意义： 通过对TiO2催化性能的研究，明确其反应机理，并通过控制外部条件，研究TiO2催化的最佳实验条件，为TiO2的催化降解提供实验依据 选题目的及意义溶胶凝胶法制备二氧化钛TiO2的主要合成方法 物理法： 真空蒸发法 惰性气体冷凝法 物理化学综合法： 气相法 液相法溶胶凝胶法制备二氧化钛vTiO2的制备v将钛酸丁酯滴加到含有95%乙醇和冰醋酸的 混合溶液中，钛酸丁酯遇水会发生水解。v Ti(OR)4+4H2O Ti(OH)4+4ROHv Ti(OH)4+Ti(OR)42 TiO2+4ROHv 2Ti(OH)42TiO2+4H2O 实验部分溶胶凝胶法制备二氧化钛二氧化钛制备的正交实验表 序号 钛酸丁酯溶解速度/min 凝胶放置时间/d 煅烧时间/h 煅烧温度/ 产量/ (g )产品外观 130324504.0747 浅灰白色 230745004.4870 白色 3301466003.7300 浅黑白色 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 溶胶凝胶法制备二氧化钛v 二氧化钛光催化降解甲基橙v 实验方法v取三份20 ml浓度为20 mg/L的甲基橙溶液分别置于玻璃反应器中，分别投入0g、0.5g、1g TiO2粉末，磁力搅拌，在开启紫外灯照射一定时间后，通过测定甲基橙的吸光度来计算去除率 。v 分析方法v光降解率=(A0-A)/A0 ,其中A0为降解前原溶液的吸光度，A为降解后溶液的吸光度 溶胶凝胶法制备二氧化钛实验表明：在紫外光的环境下，向甲基橙溶液中加入适量TiO2，可以有效的提高甲基橙的降解速率。溶胶凝胶法制备二氧化钛vpH对甲基橙去除率的影响结论：pH为5左右的时候甲基橙的去除率较好溶胶凝胶法制备二氧化钛vFe3+对去除率的影响v v结果表明，当加入的Fe3+的浓度为68 mg/L的时候甲基橙的去除率较高。 溶胶凝胶法制备二氧化钛v催化剂用量对反应的影响v实验结果表明，光催化剂用量为11.2 g/L时，催化效果明显好于其它情况。 溶胶凝胶法制备二氧化钛TiO2与ZnO光催化剂的比较 v实验表明：TiO2光催化剂对甲基橙的光催化降解的效果优于纳米ZnO光催化剂的降解效果。溶胶凝胶法制备二氧化钛TiO2/Mn2+/ H2O2/UV体系与其他TiO2光催化体系的比较 v 实验表明：TiO2在多体系环境下有较好的脱色作用 溶胶凝胶法制备二氧化钛结果与讨论 v溶胶凝胶法制备TiO2的结论 v溶胶凝胶法中通过控制反应速度、凝胶放置时间、煅烧温度以及煅烧时间反应条件，制得的产品表明：样品2最接近TiO2分析纯的综合指标。 溶胶凝胶法制备二氧化钛TiO2催化降解甲基橙结论 vTiO2对甲基橙的降解有促进作用。v适当增加TiO2用量、采用功率较高的紫外灯处理，甲基橙的脱色效果更好。v在UV/TiO2体系中加入适量Fe3+，甲基橙去除率提高，但Fe3+浓度增大到一定值后光催化活性降低。 溶胶凝胶法制备二氧化钛TiO2/ Mn2+/H2O2/UV体系与其他TiO2光催化体系的比较结论 v在Mn2+/ H2O2光催化体系中加入半导体材料TiO2，脱色和降解率都优于其他体系。因此多相催化组合体系比单一催化剂的催化效率要大得多。 溶胶凝胶法制备二氧化钛溶胶凝胶法制备二氧化钛