纳米棒自组装二氧化钛中空微球的制备及研究

【摘要】二氧化钛(TiO2)在光照下能有效地将有机污染物降解，这一优秀的光催化特性使其成为解决环境问题的优良材料。但是目前纳米TiO2光催化材料依然存在一些明显的缺陷，比如其能带结构决定了其只能吸收利用紫外线部分，而自然环境中的紫外光含量仅占5%，而且TiO2光催化过程中产生的电子-空穴对容易复合，此外纳米TiO2使用过程中的团聚问题难以解决，且在使用过程中难以回收并重复利用。因此，提高其光催化性能，解决使用中的团聚及难回收问题，有着重要的理论意义与实用价值。本文以国内外文献很少涉及的由纳米棒自组装成的TiO2中空微球为目标，以囊泡为模板，对微球制备过程中各影响因素、微球结构、吸附性能及光催化性能进行比较深入的探讨。本文首次提出新颖简单的囊泡模板法制备了由纳米棒自组装并具有介孔表面的TiO2中空微球。研究结果显示：TiO2中空微球由TiO2纳米棒自组装而成，TiO2中空微球的直径约1~2μm，具有中空和介孔壳结构，而且比表面积高达242m2/g；通过控制热压温度、热压时间及模板剂的使用对TiO2中空微球的微观形貌的影响研究显示：热压温度控制在180°C，热压时间控制在24小时，可以形成较完整的TiO2纳米棒表面；聚乙二醇是形成TiO2纳米棒的关键，而吐温和聚乙二醇共同形成囊泡软模板来构成微球的中空结构。本文采用吸附等温模型及吸附动力学模型对TiO2中空微球的吸附性能进行了研究。并与TiO2实心微球进行对比，结果表明TiO2中空微球具有较高的吸附能力和较快的吸附速率，最大吸附量高达196.83mg/g。此外，对TiO2中空微球的吸附机理与吸附过程进行了探究。文中通过与商用TiO2光催化剂P25进行对比，TiO2中空微球对亚甲基蓝的光催化性能以及光催化稳定性等进行了较深入的研究，实验发现TiO2中空微球表现出良好的光催化性能和光催化稳定性。此外，对TiO2中空微球的吸附-光催化降解协同的应用进行了初探，给TiO2中空球的可回收应用提供了一个很好的参考。
【作者】王然；
【导师】沈风雷；
【作者基本信息】苏州大学，材料学，2014，硕士
【关键词】二氧化钛；中空微球；囊泡模板法；吸附性能；光催化性能；

【参考文献】
[1]李强,陈凯华,赵云生,管崇学.W-FGD中折板式除雾器性能的数值模拟[J].煤炭转化.2007(03)
[2]刘飞霞.Linux内核中Netfilter/Iptables防火墙设置分析[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[3]胡健.雷达信号处理系统的研究[D].长春工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[4]李振.我国股市波动及其与交易量的关系[D].山东财经大学,统计学,2013,硕士.
[5]赵文智.提高民航安全性的研究[D].天津大学,2006.
[6]王唯佳.AlGaAs/GaAs HEMT电磁脉冲损伤机理研究[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[7]付立芬.统一与多元：美国中学历史教育的演变[D].河北师范大学,世界史,2012,硕士.
[8]陶旭婷.基于局部特征的多光谱与全色图像融合算法研究[D].西南交通大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[9]李辉洋.饮用水中痕量磷的去除试验研究[D].沈阳建筑大学,市政工程,2012,硕士.
[10]陈锡莲.二萜化合物Leukamenin E对拟南芥愈伤组织PLD的调控作用研究[D].西北师范大学,细胞生物学,2013,硕士.
[11]郑原印.美满霉素对大鼠缺血再灌注脑损伤作用的观察[D].遵义医学院,生理学,2012,硕士.
[12]常明星.多发性骨髓瘤中C-MYC、HIF-1α及VEGF表达异常的研究[D].山西医科大学,血液病学,2013,硕士.
[13]王金希.Banach空间中一类变分不等式解的适定性研究[D].辽宁工程技术大学,应用数学,2012,硕士.
[14]丁佳美.针对墨西哥幼儿的汉语教学实践报告[D].上海外国语大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[15]王建花,李庆忠,邱睿.浅层强反射界面的能量屏蔽作用[J].石油地球物理勘探,2003,06:589-596+602-708+577.
[16]竺飞鑫.骨桥蛋白对β1，4GalT-Ⅰ表达的影响及在细胞间黏附作用的相关性研究[D].大连医科大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[17]李力,翟东海,靳蕃.一种频繁项集并行挖掘算法[J].铁道学报,2003,06:71-75.
[18]陈小娟.我国银行信息安全风险管理体系研究[D].苏州大学,情报学,2013,硕士.
[19]姜昌华,朱敏.运用组件技术开发WEB应用程序[J].微型电脑应用.2002(08)
[20]吴瑕.牛顿与爱因斯坦科学发现观比较研究[D].华中师范大学,逻辑学,2013,硕士.
[21]孔凡朋.枣庄市国有企业养老保险研究[D].吉林农业大学,社会学,2012,硕士.
[22]孟宜静.盗窃罪客观方面行为方式新解读[D].河北经贸大学,刑法学,2014,硕士.
[23]刘林森.美国MBA,动手能力最重要[J].中国青年研究.2003(01)
[24]赵静.外加溶液对煤表面结构的影响研究[D].西安科技大学,化学工艺,2014,硕士.
[25]周舰.基于多Agent的机组排班系统设计与实现[D].南京航空航天大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[26]赵冰.智能动态炼钢系统在莱钢中的研究与应用[J].冶金自动化,2008,06:26.
[27]孟根苏楞.乌兰夫对列宁民族理论的继承与发展[D].内蒙古师范大学,马克思主义发展史,2012,硕士.
[28]李鸿.工业机器人轨迹规划[D].五邑大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[29]魏明军,崔素君.矿热炉除尘器微机控制系统[J].冶金自动化,1996,06:42-44.
[30]赵美荣.藏药独活中蛇床子素的提取分离及抑菌活性研究[D].中国科学院研究生院（近代物理研究所）,生物物理学,2014,硕士.
[31]韩霞.数学教学案例研究的再思考[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[32]王珍.女性高管与会计稳健性研究[D].北京交通大学,会计,2013,硕士.
[33]尚大帅.机载LiDAR点云数据滤波与分类技术研究[D].解放军信息工程大学,摄影测量与遥感,2012,硕士.
[34]吕超.非英语专业大学生词汇知识与听力理解的相关性研究[D].内蒙古师范大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[35]陈容.金雀异黄素对多囊卵巢综合征大鼠的调节作用研究[D].黑龙江八一农垦大学,食品科学,2013,硕士.
[36]张萱.网络女性言情小说初探[D].河北师范大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[37]楚争荣.一种构架式空间可展天线研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[38]彭迪.基于现代城市女性居家生活方式的服装设计研究[D].武汉纺织大学,设计艺术学,2013,硕士.
[39]吴晨希.~(18)F-DPA-714及~(18)F-Altatide Ⅱ microPET用于炎症显像及与肿瘤的鉴别诊断[D].北京协和医学院,影像医学与核医学,2014,博士.
[40]赵红.网络环境下会计信息系统内部控制研究[D].天津财经学院,会计学,2004,硕士.
[41]霍卫东,史士东.三种直接液化催化剂的活性和选择性对比研究[J].煤炭转化.2007(04)
[42]王晓雁.我国大众体育生态环境可持续发展研究[D].湖南师范大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[43]陈慧婷.应用全方向M型超声心动图评价二尖瓣置换术患者术中右心功能[D].福建医科大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[44]李霞.扬州地区中度以上听力障碍儿童的耳聋基因筛查及临床应用研究[D].扬州大学,耳鼻咽喉—头颈外科学,2012,硕士.
[45]张进进.陕西省吸收利用外资的区位因素及潜力分析[D].长春工业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[46]董青青.探究教学与学生公民意识养成研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[47]邵敏.泉州民营企业员工流失问题及管理对策研究[D].华侨大学,工商管理,2013,硕士.
[48]刘雅琳.农民工子女教育边缘化问题研究[D].首都经济贸易大学,社会工作（专业学位）,2014,硕士.
[49]陈路林.基于FPGA+DSP的高速实时并行机的研究[D].中国科学院研究生院（云南天文台）,天文技术与方法,2013,硕士.
[50]邓继新,王尚旭,俞军.不同压力条件下部分饱和砂岩速度实验结果及理论解释[J].石油地球物理勘探,2005,05:58-62+144+17.