【正文】 TiO2，并對(duì)它們的光催化活性進(jìn)行測(cè)定。所制得的各種AgTiO2降解亞甲基藍(lán)溶液的吸光度隨AgNO3溶液用量的變化曲線如圖31所示。 圖31 AgNO3溶液用量對(duì)AgTiO2光催化活性的影響從測(cè)定結(jié)果可以看出, AgNO3溶液用量對(duì)AgTiO2光催化活性有較大影響。,當(dāng)硝酸銀溶液用量小于7mL時(shí), AgTiO2的光催化活性隨AgNO3溶液用量的增加而增強(qiáng)；當(dāng)硝酸銀溶液用量大于7mL時(shí), AgTiO2的光催化活性隨硝酸銀用量的增加而減弱；硝酸銀用量為7mL時(shí)光催化劑的催化活性最高。從光催化反應(yīng)機(jī)理可知,在光生電子空穴中,只有發(fā)生電荷分離的那部分電子和空穴對(duì)于光催化氧化反應(yīng)才是有效的。如果能夠減少無(wú)效的電子與空穴的復(fù)合,增大有效光生電子和空穴的數(shù)目,將有利于光催化氧化反應(yīng)的進(jìn)行[45]。金屬Ag在TiO2中的作用主要是作為電子捕獲阱,使光生電子在金屬上富集,減少電子和空穴的復(fù)合,使有效的光生電子、空穴量增加,從而使催化劑的光催化活性增強(qiáng)[46]。 當(dāng)硝酸銀用量由3mL逐漸增加到7mL時(shí),銀的負(fù)載量逐漸增加,金屬銀捕獲電子的作用逐漸增強(qiáng),因而光催化活性逐漸增強(qiáng)；但是,金屬粒子的負(fù)載量也存在一個(gè)最佳值,當(dāng)超過(guò)這個(gè)最佳值,擔(dān)載的金屬量過(guò)大時(shí),金屬上富集的電子過(guò)多,使光誘導(dǎo)產(chǎn)生的空穴與反應(yīng)物的作用處于金屬微粒上的電子與空穴的再?gòu)?fù)合的競(jìng)爭(zhēng)之中。此外,擔(dān)載金屬量過(guò)大時(shí),光催化劑的表面過(guò)多地被金屬粒子覆蓋,導(dǎo)致催化劑受光輻照的有效面積減少,使光激發(fā)產(chǎn)生的電子、空穴數(shù)量減少,最終導(dǎo)致催化劑光催化活性下降。即當(dāng)硝酸銀溶液用量大于7mL后,隨硝酸銀溶液用量的增加,AgNO3溶液的催化活性有比較顯著的下降。 Na2CO3溶液與AgNO3溶液溶液體積比對(duì)AgTiO2光催化活性的影響按AgNO3溶液溶液用量為7mL, Na3CO3溶液與AgNO3溶液體積比分別為1∶1∶3∶2∶1和3∶1制備一組AgTiO2樣品,并對(duì)它們的光催化活性進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如圖32 所示。圖32 Na2CO3與AgNO3溶液體積比對(duì)AgTiO2催化活性的影響 從圖中可以看出,當(dāng)AgNO3溶液溶液與Na2CO3溶液的比例為2∶1時(shí),所制得的AgTiO2光催化活性最高,隨著二者比例的增大, AgTiO2光催化活性逐漸降低。由反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見, AgNO3溶液與Na2CO3溶液以化學(xué)主量比加入時(shí)所制得的AgTiO2光催化活性最高。 反應(yīng)次數(shù)對(duì)AgTiO2光催化活性的影響 該部分實(shí)驗(yàn)所采用的AgTiO2是AgNO3溶液與Na2CO3溶液按2:1的體積比,AgNO3溶液用量為7mL制得的。圖33為AgTiO2光催化效果隨使用次數(shù)變化的曲線圖。 圖33 反應(yīng)次數(shù)對(duì)AgTiO2催化活性的影響 從圖中可以看出,第二次吸光度明顯高于第1次吸光度,而第第4次吸光度較第2次的雖仍有所增加,但變化量非常小,基本上趨于一定值。分析其變化的原因,一方面可能是由于使用過(guò)程中催化劑發(fā)生顆粒凝聚所造成的；另一方面,可能是由于負(fù)載的金屬銀在光催化反應(yīng)過(guò)程中因附著不牢固或氧化等原因被消耗所致,即銀的有效負(fù)載量減少,使光催化活性有所降低[47,48]。有關(guān)方面的問(wèn)題還有待進(jìn)一步的研究。 AgTiO2與TiO2光催化活性比較這里所用的AgTiO2是AgNO3溶液溶液與Na2CO3溶液按2:1的體積比,AgNO3溶液用量為7mL制得的。 圖34 AgTiO2與TiO2光催化活性比較 從圖34中可以看出，AgTiO2的光催化活性明顯高于TiO2。4結(jié)論本文采用溶膠凝膠法，以鈦酸丁酯為基本原料，制備了穩(wěn)定的TiO2溶膠。通過(guò)恒溫鼓風(fēng)干燥的方法制備了TiO2干凝膠，然后通過(guò)熱處理制備了TiO2粉體。通過(guò)光化學(xué)沉積法制備負(fù)載有貴金屬銀的高活性光催化劑AgTiO2，通過(guò)以亞甲基藍(lán)為模型化合物對(duì)所制得的光催化劑的光催化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究了制備過(guò)程中的主要因素對(duì)催化劑活性的影響。得到以下結(jié)論：（1）通過(guò)光催化還原法可以制得具有較高活性的、負(fù)載有貴金屬銀的光催化劑AgTiO2。（2），當(dāng)AgNO3溶液用量為7ml，AgNO3溶液與Na2CO3溶液體積比為2∶1時(shí)，所制得的AgTiO2光催化活性最高。（3）所制得的AgTiO2光催化活性明顯高于未負(fù)載銀的TiO2。謝辭四年的本科學(xué)習(xí)很快就要結(jié)束了，在即將完成這篇論文之際，回想這段學(xué)習(xí)生活經(jīng)歷，我發(fā)現(xiàn)了那么多值得回憶的事情，那么多值得感謝的人，那么多值得感動(dòng)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師呂燕老師，從論文選題、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析到論文撰寫及修改老師都給予了全面、細(xì)致的指導(dǎo)。呂老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、獨(dú)到新穎的見解和積極樂觀的工作精神時(shí)刻在潛移默化中影響著我，令我受益頗多。在我即將走向工作崗位的時(shí)候，我要感謝呂老師對(duì)我的培養(yǎng)教育，在此表示最誠(chéng)摯的敬意。感謝學(xué)校在實(shí)驗(yàn)藥品和設(shè)備器材方面的供應(yīng)，感謝環(huán)化系各位老師以及其他任課老師在學(xué)習(xí)上的關(guān)懷和幫助。感謝我的室友張二剛、郝東偉、尹衛(wèi)國(guó)、霍達(dá)和邊文清對(duì)我生活和學(xué)習(xí)上的關(guān)心和幫助，我會(huì)永遠(yuǎn)懷念和他們一起度過(guò)的這快樂的四年時(shí)光。最后，要特別感謝我的父母和親人多年來(lái)對(duì)我的無(wú)私支持、鼓勵(lì)和充分理解。他們的愛是我前進(jìn)的強(qiáng)大動(dòng)力。四年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，在此向所有提到和未提到的幫助過(guò)我、關(guān)心過(guò)我的人衷心的說(shuō)一聲謝謝。 郭少康 2010年6月 于唐山學(xué)院參考文獻(xiàn)[1] 高濂，鄭珊，化學(xué)工業(yè)出版社，2002：13[2] 方世杰，徐明霞，2001，29(5)：439442[3] (中試)，1990，(3)：8791[4] 劉守新，化學(xué)工業(yè)出版社，2006：18[5] 樊興君，尤進(jìn)茂，1998，10(3)：286[6] 劉守新，化學(xué)工業(yè)出版社，2006：45[7] 張一兵，封心建，2007，38(6)：1012[8] 夏天，曹望和，2005，23(l)：105108[9] 張金龍，陳鋒，華東理工大學(xué)出版社，2004：5662[10] 祖庸，李曉娥，1999，(2)：2326[11] Bickley .,Wlliams .,Relative Proportions of rutile and Pseudobrookite Phase in the Fe(III) TiO2 system at elevated .，1997，51(10)：4753[12] Bacasa ., Kiwi J.,Effeet of rutile Phase on the Photoeatalytic Properties of nanoerystalline titania during the degration of coumaric acid，:Environ.，1998，16：929[13] 高濂，鄭珊，化學(xué)工業(yè)出版社，2002：4344[14] Fujishima A，Honda Photolysis of water at a semieonductor Electrode,Nature，1972，37：238245[15] 張立德，：北京科學(xué)出版社，2001：175198[16] （上）.上?；?，2001，(3)： 3738[17] 方曉明，瞿金清，2001，37(5)：39[18] 雷閆盈，2001，33(2)：3[19] 吳迎春，2001，14(4)：26[20] 張巖峰，魏雨，2000，31(4)：354[21] ，Synthesis of nanomnetersized TiO2 particles by microemulsion 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