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该论文用四氯化钛为主要原料,制备出了尺寸为3.5nm的锐钛矿相,7.2nm的金红石相,以及混晶等多种二氧化钛纳米晶光催化剂(其中金卐红石相晶粒尺寸为4.4nm,锐钛矿相晶粒尺寸为5.9nm),通过煅烧可以获得不同粒径的二氧化钛纳米晶.以苯酚的光催化降解为光氧化反应的模型反应,系统研究了各种制备条件下制得的二氧化钛纳米晶的光催化活性.催化剂的浓度为0.4g/L,在优化的反应条件下,光降解1小时能实现苯酚100﹪降解.通氧条件下,合成的混晶二氧化钛则显示出更高的光催化活性.不往反应体系中通入氧气时,锐钛矿相二氧化钛对苯酚的深度矿化有更高的选择性,用晶粒尺寸为4纳米的锐钛矿相二氧化钛纳米晶作为光』催化剂时,苯酚的深度矿化的选择性可达到95.6﹪,这一结果为国际上首次发现和报道.铬酸根的光还原反应中,晶粒尺寸相当时,锐钛矿相二氧化钛有更高的催化活性;晶粒尺寸小于10纳米时,超细晶粒显示出量子尺寸效应,研究人员制备的锐钛矿相纳米晶(7纳米)半小时的降解率即达到90﹪以上,明显高于文献报道的降解率.另外在酸性条件下,铬酸根离子更容易降解.为了解决纳米晶分离和回收等难题制备了介孔与二氧化钛纳米晶的聚集体,其尺寸为微米级但比表面积高于100m<'2>/g,有较好的应用前景.为了有效地实现介孔二氧化钛中光生电子和光生空穴的分离,在二氧化钛纳米晶表面沉积出铂金属岛,光催化活性显◥著提高.

    关键词：
    光催化 纳米晶 锐钛矿 金红石 降解
    作者：
    张青红
    学位授予单位：
    中国科学院上海硅酸盐研究所
    授予学位：
    博士
    学科专业：
    材料学
    导师姓名：
    郭景坤
    学位年度：
    2000
    语种：
    中文
    分类号：
    TB32 TN304