二氧化钛/碳纳米管复合光催化剂的制备及其性能表征

摘要

纳米TiO2是一种新型的空气净化剂，具有高效、无毒、低成本、能有效的分解室内空气污染物，因而在室内空气污染治理中倍受关注，被称作是最理想的空气净化材料。TiO2是一种具有良好降解效果的室内空气净化材料，但其分散性较差，与空气的接触面积小，会影响到其降解效果。碳纳米管有很大的表面积和良好的吸附性能，可以最大限度地提高催化剂催化活性。
　　本文采用碳纳米管作为载体，以钛酸丁酯为前驱物，使用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂TiO2-CNTs，并通过马弗炉不同温度加热过程，制出相对比表面积较大、纯度高、孔径适宜且分布窄的锐钛型的TiO2-CNTs纳米粉末。并选用最常用的甲基橙作为检测试剂，通过对的降解来研究TiO2-CNTs降解污染物的效果。同时，通过甲基橙的降解率来选择较好的各物质配比关系。制备二氧化钛的最佳试剂配比为：钛酸丁酯：无水乙醇：乙酰丙酮：聚乙二醇：硝酸：水=10:25:0.8:0.1714:0.15:3(体积比)。通过在二氧化钛中加入不同量的碳纳米管制成的复合光催化剂，其效果均优于单纯的二氧化钛粉体降解甲基橙的效果.当加入0.1g碳纳米管时效果最优，对甲基橙的降解率提高了近50％。最后，将TiO2-CNTs在玻璃基底上拉膜、焙烧，用自制实验装置来检测TiO2-CNTs复合光催化剂对空气中甲醛的降解效果，并与单纯的二氧化钛薄膜降解效果进行对比，结果表明加入二氧化钛制成的复合光催化剂对空气中甲醛的降解效果要比二氧化钛的降解效果提高2％左右。