【正文】 ous metals and transition metal ions doped nanometer Photocatalyst TiO2 powders, using various methods such as XRDSEM to characterization of the properties of doped powders before and after. System study of the different roasting temperature, doped with different metals, different amount of doping, effect of different factors such as temperature on catalytic activity.In is not doping conditions Xia, 500 ℃ roasting of TiO2 catalytic activity best, and Crystal shaped for sharp titanium mine Crystal shaped, 700 ℃ Xia of is most for Board titanium mine Crystal shaped。摻雜可在半導(dǎo)體表面引入缺陷位置或改變結(jié)晶度，影響電子與空穴的復(fù)合或拓展光的吸收波段，從而提高TiO2的光催化活性。 last validation has in pH=3 conditions Xia catalytic methyl orange of effect best.This paper by method of metal doped NanoTiO2 study to modified Photocatalyst, solves some technical problems in the preparation process, obtained the modified TIO2 Photocatalyst effect and changes in performance as well as the preparation of photocatalytic activity of law.Keywords: NanoTiO2。1977年，F(xiàn)rank和Bard用TiO2作為光催化劑氧化CN為OCN，開創(chuàng)了光催化劑用于污水處理的先河。另外，TiO2為白色粉末，根據(jù)需要，可制成白色或無色塊體和薄膜。半導(dǎo)體受激發(fā)產(chǎn)生的電子/空穴對(e,h+)統(tǒng)稱為載流子，載流子可以在體相或表面復(fù)合放出熱能，也可以與半導(dǎo)體表面的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。電子成為很好的還原劑(+～)，電子在材料的表面被捕獲，即被吸附在半導(dǎo)體表面，或者是吸附在荷電的周圍粒子的雙電子層之內(nèi)，與表面吸附的氧分子反應(yīng)，不僅形成O2一和O等離子和自由基，還是表面羥基自由基的另一來源，表面羥基自由基O2 ()HO改性的目的和作用包括提高激發(fā)電荷分離，抑制載流子復(fù)合以提高量子效率，擴(kuò)大光波的響應(yīng)范圍，改變產(chǎn)物的選擇性等，這些其實(shí)也是度量半導(dǎo)體光催化劑好壞的指標(biāo)?？偨Y(jié)起來，有以下幾個(gè)方面的原因:(l)摻雜可以形成俘獲中心。 稀土元素?fù)诫s由于稀土元素具有豐富的f層電子，可發(fā)生fn組態(tài)內(nèi)的能級(jí)躍遷、組態(tài)間的能級(jí)躍遷和復(fù)雜的光譜，其摻雜對二氧化鈦的光催化活性有促進(jìn)作用，故而人們將稀土摻雜到TiO2催化劑中，達(dá)到提高其光催化活性和擴(kuò)大對可見光光譜響應(yīng)范圍的效果。ClemensBurda等在室溫條件下用三乙胺直接氨化粒徑為610nm的TiO2凝膠顆粒，制得了TiO2xNx，并且將摻氮濃度提高到了8%(原子比)，將吸收光波波長拓展到了600nm以上，并在39Onm和540nm光源下對亞甲基藍(lán)都有很好的脫色作用。③ 界面或表面的存在及其結(jié)構(gòu)特征，如顆粒間界、界面間界、雜質(zhì)原子、結(jié)構(gòu)缺陷等。沉淀可以是氫氧化物或水合氧化物，也可以是其他難溶鹽。 W/O型微乳液法這種方法是近年來剛開始被研究和應(yīng)用一種方法。但由于配制微乳液的原料成本高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。干凝膠研磨后鍛燒，除去化學(xué)吸附的羥基和烷基團(tuán)以及物理吸附有機(jī)溶劑和水，得到納米TiO2粉體。根或C，后者使制品帶黑色。 （2）改性修飾：即從催化劑的制備出發(fā)，用化學(xué)方法改性修飾催化劑，如光敏化、貴金屬沉積、表面還原處理、半導(dǎo)體復(fù)合、離子摻雜等。（4）光生電子和空穴的復(fù)合：e－＋h＋→TiO2；Ti3＋＋＞OH吳遵義等通過光解法在氮摻雜 TiO2納米顆粒表面復(fù)合了貴金屬Pt納米粒子，研究發(fā)現(xiàn)適量 Pt 摻雜抑制 了光生 載流子 的復(fù)合，加速了電子界面?zhèn)鬟f速度，從而更進(jìn)一步提高了其陽極光電流，提高了TiO2的光催化活性。通過研究發(fā)現(xiàn)，TiO2 中摻入Co2＋能夠提高TiO2對乙醛的降解能力，而Co3＋并不能夠提高TiO2光降解活性。而 Zn2＋離子半徑較大，難以進(jìn)入TiO2晶格中，因此，摻 Zn2＋對TiO2光催化活性影響不大。吳雅睿等利用自制光催化反應(yīng)器，研究納米 TiO2對甲醛廢水的光催化降解，取得了較好的效果，并且 TiO2催化劑有較好的回收利用性能，節(jié)約了工業(yè)成本。 高效殺菌利用納米TiO2光催化過程中產(chǎn)生的H＋、HO? 、O2－、HO2?和 H2O2等活性氧化物質(zhì)可充分抑制或殺滅環(huán)境中有害微生物，使環(huán)境微生物對人體的危害降低。傳統(tǒng)的TiO2光催化技術(shù)以人工紫外光作為光源，成本昂貴，限制了光催化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，太陽能是一種理想的廉價(jià)光源，但TiO2是寬禁帶(E)半導(dǎo)體化合物只能利用波長較短的太陽光能(387nm)，而這部分紫外線只占到達(dá)地面太陽光能的5%以下，太陽能利用效率很低。在未摻雜條件下，500℃焙燒的TiO2催化活性最好,且晶形為銳鈦礦晶形，700℃下的則大部分為板鈦礦晶形；在相同條件下Fe、Cu、Zn、Ag分別摻雜后，F(xiàn)e摻雜活性最好，且明顯優(yōu)于未摻雜的樣品，說明摻雜使催化劑的性質(zhì)有了明顯優(yōu)化；在不同量的Fe的摻雜樣品中，%的比例下催化活性最好；最后驗(yàn)證了在pH=3條件下催化甲基橙的效果最好。(T)；透射比重復(fù)性：≤%銅溶液稱取g硝酸銅，用水溶解定容至50ml，再取ml定容至ml容量瓶中，此溶液含銅mol/L。④溶膠的制備：在攪拌的條件下，將A液緩慢滴加到B液中，然后滴加濃硝酸調(diào)節(jié)其pH=4，繼續(xù)攪拌10 min，靜置30分鐘，直到混合液澄清。在Ti(OC4H9)4合成TiO2的solgel法中，需加入一定量的酸抑制Ti(OC4H9)4的強(qiáng)烈水解。 調(diào)整后。其它條件：開始用超聲分散器分散催化劑，用離心機(jī)離心后再測量吸光度，分光光度計(jì)光程為1cm，波長482nm，以去離子水為參比液進(jìn)行消光調(diào)零。 不同反應(yīng)pH的影響及優(yōu)選 不同反應(yīng)pH對催化劑的催化活性的影響如圖34.圖34 不同反應(yīng)pH的影響 由圖34可得，當(dāng)pH=3時(shí)，F(xiàn)e摻雜的TiO2能達(dá)到最好的催化狀態(tài)。結(jié)果表明：%時(shí)的催化劑催化活性最好，說明摻雜濃度的不同可以影響FeO摻雜TiO2的光催化性能。感謝余老師的悉心指導(dǎo)!本文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，在此向余老師表示衷心的感謝!在完成本論文的工作期間，還得到了王衛(wèi)星、梁宏老師的幫助和支持，在此向他們表示衷心的感謝!最后，在此還要感謝養(yǎng)育我的父母和兄弟姐妹，是他們一如既往的支持和關(guān)懷讓我有機(jī)會(huì)獲得每一次進(jìn)步。仍有許多有待研究探索的問題，如光催化劑的回收和中毒等，同時(shí)還應(yīng)建立對納米TiO2光催化性能的評(píng)價(jià)體系。以制備的混晶TiO2粉末為催化劑，在紫外燈照射下降解甲基橙溶液，并考察了焙燒溫度、500℃焙燒3h的催化劑的催化性能最好。圖31不同焙燒溫度的影響從圖31得出，當(dāng)焙燒溫度為500℃時(shí)，最終催化活性最高。反應(yīng)酸度:通過資料可知，當(dāng)水溶液pH值小于3時(shí)，TiO2表面帶正電，呈負(fù)電性的中間產(chǎn)物占據(jù)了數(shù)量有限的催化劑活性中心，從而影響降解效果。在本文所選用的酸度(pH=4)和乙醇量（共6倍）一定的情況下，鈦酸丁酯與水的摩爾比為1:1—1:2時(shí)，可以形成穩(wěn)定的溶膠。鈦酸丁醋在反應(yīng)過程中通過水解、縮聚，使均相溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z，基本反應(yīng)如下:水解縮聚過程相當(dāng)復(fù)雜，其反應(yīng)速度與水、催化劑、醇溶劑量有很大關(guān)系。溶液避光低溫保存，需要時(shí)取出稀釋使用。at) 分析測量儀器荷蘭菲利普公司XL30型掃描電子顯微鏡(SEM)主要技術(shù)指標(biāo):分辨率：30KV時(shí)，；束壓：低壓1Kv~高壓30Kv；放大倍數(shù)：20倍~10萬倍連續(xù)可調(diào)；荷蘭帕納科公司的XPert Powder多功能粉末X射線衍射儀(XRD)技術(shù)參數(shù)：最大輸出功率：3kW ；最大管壓：60kV ；掃描方式：θ/θ 方式角度重現(xiàn)性：177。為了解決二氧化鈦在應(yīng)用中太陽能利用效率低和光量子利用效率低的技術(shù)難題，人們通過金屬元素?fù)诫s等手段對TiO2進(jìn)行改性研究。 本課題研究的意義及內(nèi)容綜上所述，納米TiO2 是一種非常有前途的功能材料，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中有著巨大的發(fā)展?jié)撃芎蛷V闊的應(yīng)用前景。吳健春等對納米TiO2摻雜金屬鹽后的光催化甲醛降解性能進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明適當(dāng)釩摻雜改性提高了納米TiO2降解甲醛的能力，經(jīng)過釩摻雜改性納米TiO2后其可見光范圍的吸收明顯增強(qiáng)，復(fù)合摻雜改性具有較好的光催化效果，比單一金屬元素?fù)诫s效果好，其甲醛降解率可達(dá) 85％以上。納米TiO2在常溫常壓下就可以反應(yīng)，而且具有能耗低，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，降解沒有選擇性，反應(yīng)最終產(chǎn)物為COH2O和無害鹽類，不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn)。 但這并不是說，所有金屬離子的