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二氧化钛是一种优良的光催化材料，在紫外线的照射▂下，能有效分解多种有机物，因此被广泛用于废水处理，空气净化，消毒抗菌等＠方面。但TiO<,2>带隙较宽，可见光催化效果差，并存在对有机物吸附能力弱〓等缺点，严重制约了它的应用。羟基磷灰石是一种被广泛研究的生物材料，具有良好的生物相容性和有机物吸附能力，因此积极探讨羟基磷灰石∏与TiO<,2>的纳米复▼合光催化材料，有望克服现有ΨTiO<,2>的上述缺点，获得新型高效光催化材料。 基于以上考︽虑，本论文通过水热合成法探讨了纳米羟基磷灰石/TiO<,2>光催化复合材料的制备条件，材料组成以及离子掺杂等对纳米】复合材料结构，复合形式及光催化效率的影响。具体研究内容如下： 首先，使用水热◣合成法得到了载钛羟基磷灰石材料，并研究了载钛量，水热温度等对载钛羟基磷灰石的晶相、形貌以↓及光催化降解能力的影响。结果表明通过水热反应得到了晶粒形貌为细ω小针状晶粒的纳米载钛羟基磷灰石材料，其直径为5～15nm，长度为30～100nm，BET表面积为150～217m<'2>/g。水热温度提高有利于羟基磷灰石结晶，而Ti<'4＋>离子的加入降低了的羟基磷灰石结晶性。通过光催化降解亚甲基蓝试验表明，该材料具有较强的吸附污染物的能力，在可见光照射条卐件下，具有◣远比商业P25 TiO<,2>高的降解污染物效率。载钛羟基磷灰石样本对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌【抗菌率分别为95％和97％，有较好的↑抗菌功能。而相同条件下，纳米羟基磷灰石和TiO<,2>样本⌒几乎没有抗菌效果。 其次，通过水热反应得到了纳米羟基磷灰石/TiO<,2>复合材料。纳米羟基磷灰石/TiO<,2>复合材料的形貌为在纳米羟基磷灰石表面生●长了细小3-15nm的TiO<,2>颗粒。该复合材料光催化降解亚甲基蓝能力明显优于纳米TiO<,2>和羟基磷灰石材料。光催化能力的高低与羟基★磷灰石和TiO<,2>的结合＠状态，晶粒大小等多种因素直接有关，而与TiO<,2>在复合材料中的含量关系不大。纳米羟基磷灰石／TiO<,2>复合材料样本对大肠埃希①菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.8％和99.9％。 另外，还对稀土元素掺杂的影响进行了研究，结果发现稀土元素的掺杂会影响HAp／TiO<,2>的生长，使得材料的结晶度下降♀，晶粒变小，同时也会改善HAp／TiO<,2>复合材料的光催化性能。具有较大离子半≡径差异的Eu具有更好的改善作用。部分稀土掺杂纳米羟基磷灰石／TiO<,2>材料可以完全杀灭大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。 为了进一步提》高光催化复合材料的效果，本文还研究了载银复合材料的制各，并成功获得了纳米载银羟基磷灰石／TiO<,2>复合材料。结果表明该材料具有较高的光催化能力，在可见光照射的条件下，有较好的降解污染物能力，在紫外光照射条件下，也有和P25 TiO<,2>相近的降解能⊙力。载银纳米羟基磷灰石／TiO<,2>材料可以完全杀灭大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。进一步探讨表明羟基磷灰石与♂锐钛矿具有较好的点阵匹配，可促进光催化效果优异的锐钛矿TiO<,2>在羟基磷灰石基体上非均质形核。同时抑★制了TiO<,2>相变。

    关键词：
    二氧化钛 羟基磷灰石 光催化 水热合成
    作者：
    胡安民
    学位授予单位：
    上海交通大学
    授予学位：
    博士后
    学科专业：
    材料〓科学与工程
    导师姓名：
    毛大立
    学位年度：
    2006
    语种：
    中文
    分类号：
    TB347
    在线出版日◎期：
    2007年07月01日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）