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近年来,光催化技术逐渐成为环保技术研究的热点。TiO2作为一种光催化材料,由于其特有的物理化学性质而备受关注。已有研究大多集中在高活性纳米TiO2粉体和薄膜的制备及性能研究上,而对溶胶的研究较少,同时制备工艺中的高温热处理限制了TiO2光催化剂在耐热性差和难以加热的领域的应用。基于以上现状,本文开展了具有光催化性能的TiO2溶胶的低温制备及其影响因素的研究。 本文采用溶胶—凝胶法以钛酸丁酯为前驱体,醇为溶剂,酸为催化剂,在多水(钛酸丁酯与水摩尔比1:200)体系中,常温下制备出含有一定晶型且具备光催化活性的TiOO2溶胶,避免了常见溶胶—凝胶法研究中长时间的陈化和高温热处理;在此基础上,详细研究了催化剂、溶剂、前驱体用量等因素对TiO2溶胶的结构与光催化性能的影响。本文的主要结论如下: 1、催化剂的种类和用量对产物的结构与性能有显著影响。 不同催化剂得到的样品状态不同:弱酸HAc、H3PO4作催化剂时,会与前驱体络合,样品的粘度较大,结晶较差;强酸HCl、HNO3作催化剂时,获得溶胶的粘度较小,晶体形貌规则,光催化性能较好。 在强酸性条件下(PH=0.96),易得到金红石、锐钛矿混合晶型,并含有极少量的板钛矿。随着PH值的增大,样品中金红石相减少,板钛矿相增加。 2、溶剂种类和用量对产物的结构与性能有着较大影响。 TiO2胶粒的结晶强度随着溶剂分子中碳链长度的增长而降低,受碳链上羟基数量的影响很小,不受羟基位置影响;TiO2胶粒的晶型不受碳链长度和羟基位置的影响,但受羟基数量的影响:一元醇作溶剂易获得锐钛矿和板钛矿混晶,二元醇作溶剂易获得单一锐钛矿。TiO2的光催化活性随碳链的增长逐渐提高。 溶剂用量对产物的晶型无影响,但会影响结晶的强度。用量较多或较少时,样品的结晶强度都会降低。 3、前驱体的用量不会影响产物的晶型,但会影响最终溶胶的宏观形态。当前驱体