纳米二氧化钛光催化材料.ppt

晶粒直径计算（pH=6） Scherrer’s Formula K =0.89 λ= 0.154178nm B = 0.564*π/180 = 0.00984 t = 0.89*λ / (B Cos θB) = 0.89* 0.154178nm / [0.00984 * Cos (25.337/2) ] = 13.9nm K：谢乐常数 B：衍射峰值半高宽的宽化程度 当前第63页\共有81页\编于星期五\12点 图2.7 TiO2:10% Sn的TEM图 TiO2:10% Sn的TEM图 TiO2:10% Sn的EDS图 溶胶-凝胶法 当前第64页\共有81页\编于星期五\12点 TiO2:10% Pd的TEM图 TiO2:10% Pd的EDS图 当前第65页\共有81页\编于星期五\12点 催化性能的测试（降解苯酚） 当前第66页\共有81页\编于星期五\12点 降解甲醛（分子筛负载） 当前第67页\共有81页\编于星期五\12点 纳米TiO2的应用 当前第68页\共有81页\编于星期五\12点 当前第69页\共有81页\编于星期五\12点 环保方面的应用 A .无机污染物的光催化氧化还原 光催化能够解决Cr6+、Hg2+、Pd2+等重金属离子的污染 光催化还可分解转化其它无机污染物，如CN-、NO2-、H2S、SO2、NOx等 B.机化合物的光催化降解 有机物 催化剂 光源 光解产物 烃 TiO2 紫外 CO2，H2O 卤代烃 TiO2 紫外 HCl，CO2，H2O 羧酸 TiO2 紫外，氙灯 CO，H2，烷烃，醇，酮酸 表面活性剂 TiO2 日光灯 CO2，SO32- 染料 TiO2 紫外 CO2，H2O，无机离子，中间物 含氮有机物 TiO2 紫外 CO32-，NO3-，NH4+，PO43-，F-等 有机磷杀虫剂 TiO2 紫外，太阳光 Cr，PO43-，CO2 当前第70页\共有81页\编于星期五\12点 卫生保健方面的应用 灭杀细菌和病毒 可以用与生活用水的杀菌消毒；负载TiO2光催化剂的玻璃，陶瓷等是医院、宾馆、家庭等各种卫生设施抗菌除臭的理想材料。 TiO2光催化剂杀菌的特点 当前第71页\共有81页\编于星期五\12点 使某些癌细胞失活 TiO2表面修饰血卟啉（Hp，hematioporphyrin），通过有选择地局部或局域注射微粒到瘤内，随后用光导纤维传导紫外光集中照射瘤组织体，光激发TiO2颗粒表面生成强活性的反应氧类（OH和H2O2）直接渗透进入瘤组织体，而杀死瘤组织体内的恶性细胞 TiO2粉体 癌细胞 光纤 人眼 紫外光 ● Fujishaima 等设计的癌细胞光催化杀灭治疗装置 当前第72页\共有81页\编于星期五\12点 光照前 光照后 在小鼠的癌变部位注入纳米TiO2 当前第73页\共有81页\编于星期五\12点 防结雾和自清洁涂层方面的应用 在紫外光照射下，水在氧化钛薄膜上完全浸润。因此，在浴室镜面、汽车玻璃及后视镜等表面涂覆一层氧化钛可以起到防结雾的作用 防雾作用 当前第74页\共有81页\编于星期五\12点 包覆型复合半导体电荷分离示意图 ⊕ hv SnO2 hv CB VB VB TiO2 A A+ SnO2—TiO2电子转移示意图 当前第31页\共有81页\编于星期五\12点 离子掺杂修饰 掺杂离子提高TiO2光催化效率的机制可以概括为以下几个方面： 当前第32页\共有81页\编于星期五\12点 氮掺杂的二氧化钛带隙结构 当前第33页\共有81页\编于星期五\12点 表面光敏化 S* S hv CB VB 一 A VB CB CB VB A S A S 一 光敏化的作用机理 敏化剂激发后电子转移 电子转移给受体 催化剂再生 当前第34页\共有81页\编于星期五\12点 表面还原处理 一方面，随着TiO2表面Ti3+位的增多，TiO2的费米能级升高，界面势垒增大，减少了电子在表面的积累及与空穴的进一步复合 另一方面，在TiO2表面，Ti3+通过吸附分子氧，也形成了捕获光生电子的部位 对于TiO2光催化反应，电子向分子氧的转移是光催化氧化反应的速度限制步骤，故表面Ti3+数量越多，越有利于电子向分子氧的转移。 当前第35页\共有81页\编于星期五\12点 表面螯合及衍生作用 表面衍生作用及金属氧化 物在TiO2表面的螯合可进一步改善界面电子传递效果，进而影响TiO2光催化活