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INTRODUCTIONSince the first description of an ordered mesoporous molecular sieve by Kresge et ordered mesoporous materials (OMMs) .2?5 The research in the recent years that the synthesis of a broad variety of pore systems is possible by often very simple synthesis pathways。試驗(yàn)中所用染料溶液濃度均為10 mgL。通過光催化降解亞甲基藍(lán)來評價(jià)各種不同TiO2粉體的光催化性能。燒結(jié)樣品做光催化實(shí)驗(yàn)。用無水乙醇超聲清洗2次。這樣將會(huì)得到各種不同形態(tài)的二氧化鈦顆粒。這就使得反應(yīng)能夠在較低的溫度下發(fā)生。另外，物相的形成、粒徑的大小、形態(tài)也能夠控制，而且，產(chǎn)物的分散性較好。在溶劑熱反應(yīng)中，一種或幾種前驅(qū)體溶解在非水溶劑中，在液相或超臨界條件下，反應(yīng)物分散在溶液中并且變的比較活潑，反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)物緩慢生成。本課題是基礎(chǔ)探究性實(shí)驗(yàn)，主要研究內(nèi)容有：復(fù)合納米二氧化鈦的溶劑熱法制備，以鈦源（鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯）為原料，通過攪拌、陳化、干燥、煅燒等過程完成納米樣品制備，并通過改變不同種類的溶劑以及加入的濃度的不同來制備各種不同形態(tài)的納米二氧化鈦，并進(jìn)行了制備樣品的SEM圖樣比較分析和樣品的XRD表征分析以及紫外光催化降解亞甲基藍(lán)有機(jī)染料分析。近年來，為提高二氧化鈦的光催化性能，對二氧化體材料的制備以從單純的二氧化鈦粉體向摻雜改性二氧化鈦、介孔材料的二氧化鈦、核殼結(jié)構(gòu)的二氧化鈦、二氧化鈦薄膜、二氧化鈦納米管等方面傾向。 本文研究內(nèi)容綜上所述，納米二氧化鈦因其光催化活性高,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。結(jié)果表明,Fe的摻雜量達(dá)2. 5 %時(shí)光催化活性較使用純二氧化鈦時(shí)提高4 倍。采用能隙較窄的硫化物、硒化物等半導(dǎo)體來修飾二氧化鈦,也可提高其光吸收效果,但在光照條件下,硫化物、硒化物不穩(wěn)定,易發(fā)生腐蝕 。. 3添加適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)染料敏化劑二氧化鈦是一種寬帶隙半導(dǎo)體材料,它只能吸收紫外光,太陽能利用率很低。他們認(rèn)為： N在TiO2中應(yīng)該處于一種相互作用較弱的位置，如氧空位；而且氧空位的能態(tài)就處于導(dǎo)帶能級的下方，也可提供低的能量激發(fā)途徑；煅燒溫度為400℃時(shí)形成最大量的氧空位，從而導(dǎo)致產(chǎn)物具有最低的反射率和最大的可見光活性；摻雜的N可能起阻止氧空位被再氧化的作用。此外還指出，這兩種摻雜N的相對含量取決于制備條件，如煅燒氣氛中的氧濃度以及焙燒溫度等。兩研究組的計(jì)算結(jié)果都表明，氮摻雜所引入的N 2p能態(tài)出現(xiàn)在TiO2的禁帶中，位于TiO2價(jià)帶最大邊(Valence Band Maximum，VBM)之上，而且它們與O(2p)軌道的雜化太弱而不足以產(chǎn)生明顯的禁帶窄化作用。由此可見，Nakamura等人的研究進(jìn)一步證實(shí)了Irie等人的觀點(diǎn)。由于光電流只能由光誘導(dǎo)氧化反應(yīng)產(chǎn)生，所以這種光電化學(xué)評價(jià)方法在認(rèn)識(shí)N摻雜TiO2光催化劑的可見光機(jī)制上可以獲得更為確定的結(jié)果。因?yàn)檫@種通過分析降解產(chǎn)物的評價(jià)方法無法區(qū)分反應(yīng)產(chǎn)物是由光誘導(dǎo)氧化反應(yīng)還是由光誘導(dǎo)還原反應(yīng)產(chǎn)生的。因此，他們認(rèn)為N摻雜TiO2產(chǎn)生可見光活性的機(jī)制是，摻雜的N在TiO2的禁帶中產(chǎn)生了一個(gè)孤立的能態(tài)，而且這個(gè)能態(tài)就位于TiO2的價(jià)帶之上。然而2003年Irie等[51]在研究TiO2xNx粉末光催化降解氣態(tài)異丙醇時(shí)發(fā)現(xiàn)，TiO2xNx在可見光下的量子產(chǎn)率大大低于其在紫外光下的量子產(chǎn)率，從而對Asahi等人的觀點(diǎn)產(chǎn)生了質(zhì)疑。自Asahi的開創(chuàng)性工作以來，國內(nèi)外對非金屬元素?fù)诫s改性的研究形成了新的熱點(diǎn)，主要研究了N、C、F、S、B等元素?fù)诫s改性TiO2光催化劑，對非金屬摻雜的機(jī)理以及非金屬摻雜對可見光響應(yīng)的機(jī)理也進(jìn)行了研究。作者認(rèn)為摻雜使得TiO2具有可見光催化活性，需滿足下列要求：（1）摻雜應(yīng)該在TiO2帶隙中形成能夠吸收可見光的能級；（2）導(dǎo)帶最小能級(Conductionband Minimum，CBM)，包括雜質(zhì)能級，應(yīng)高于TiO2導(dǎo)帶最小能級或高于H2H2O電位以保證其光還原活性；（3）形成的帶隙能級應(yīng)該與TiO2能級有足夠的重疊，以保證光激發(fā)載流子在其壽命內(nèi)傳遞到達(dá)催化劑表面的活性位置。在近幾年時(shí)間里，已發(fā)展了氮、碳、硫、氟、碘、磷、硼等非金屬改性TiO2光催化劑；其制備方法也由濺射法、粉體氮化法，發(fā)展到如機(jī)械化學(xué)法、溶劑熱化學(xué)方法、離子注入法、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法、水解法、噴射高溫?zé)岱纸夥ǖ榷喾N方法，在非金屬改性TiO2光催化劑的合成方面取得了巨大的進(jìn)展。因此，摻雜金屬離子提高TiO2光催化性能的機(jī)制可概括為以下幾個(gè)方面[47]：首先，摻雜可以形成捕獲中心，捕獲電子或空穴，抑制h+e的復(fù)合；其次，摻雜可以形成摻雜能級，使能量較小的光子能夠激發(fā)摻雜能級上捕獲的電子和空穴，從而擴(kuò)展了TiO2 吸收光譜的范圍；再次，摻雜可造成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti4+氧化中心。當(dāng)然，雜質(zhì)離子也會(huì)成為電子空穴的復(fù)合中心，有不利于催化劑光催化活性的一面。同時(shí)，TiO2導(dǎo)帶上的光生電子和價(jià)帶上的光生空穴，也能被雜質(zhì)能級俘獲，使電子和空穴分離，從而降低了電子空穴的復(fù)合幾率，延長了載流子的壽命，使單位時(shí)間單位體積