以TiOSO4为原料水热合成纳米TiO2及其光催化性能研究

摘要

本论文首先以工业级TiOSO4为原料，尿素为沉淀剂，利用微波水热法一步合成纳米TiO2催化剂。通过对TiOSO4预处理过程、沉淀剂的加入方式和加入量、微波水热条件，沉淀处理方式及煅烧温度多个方面进行优化，最终确定一条简单高效的工艺路线。
　　 在上述工艺的基础上，为了进一步提高纳米TiO2的催化活性，分别以PAA和PAM为表面修饰剂，对纳米TiO2进行表面改性。通过探讨表面修饰剂的加入顺序、添加量及相应的微波水热条件对产品催化活性的影响，确定最佳的工艺条件。从环境保护、设备要求及催化活性等多个角度对PAA/TiO2和PAM/TiO2进行对比研究，结果表明，PAM/TiO2催化剂更适合工业化生产。
　　 最后，利用IR、TG、BET、XPS、TEM等分析手段对纯TiO2和PAM/TiO2的结构和形貌进行表征，探讨后者活性提高的原因。结果表明，PAM的表面修饰使得PAM/TiO2比纯TiO2的光生载流子分离效率更高，粒径更小，比表面积更大，分散性更好，而这些因素均有助于改善光催化活性。