【毕业设计论文】氮钼共掺杂TiO2中空微球的制备及光催化性能研究.doc

湖北工业大学毕业设计（论文） PAGE PAGE 2 l 毕 业 设 计（论 文） 题 目 氮钼共掺杂TiO2中空微球的制备及光催化性能研究 姓 名 学 号 所在学院 化学与环境工程学院 专业班级 高分子材料与工程（2）班 指导教师 （副教授） 日 期 年 6 月 Preparation of N-Mo Doped TiO2 Hollow Microspheres and Photocatalytic Activity By Li Man June 2011 摘 要 在社会和经济快速发展的同时，环境污染和能源短缺的问题日益突出。TiO2光催化材料因其化学性质稳定、无毒并具有较高活性而得到了广泛的研究。但在实际应用过程中纳米TiO2依然存在光催化效率不高，易团聚、难以回收重复利用等缺陷。本论文以单分散聚苯乙烯（PS）微球为模板制备了中空结构TiO2微球，在此基础上采用氮钼共掺杂方式对中空TiO2微球进行了改性，并对各种形态TiO2中空微球的结构及光催化性能进行了研究。 采用分散聚合法制备出了阳离子PS微球，SEM和TEM均显示PS微球表面非常光滑，并呈现良好的单分散性，其平均粒径为1.38μm，Zeta电位为+42.0mV，FT-IR和1H-NMR均显示DMC已共聚到PS链上。 以单分散阳离子PS微球为模板，以钛酸丁酯（TBOT）为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备了微米级的TiO2中空微球，Zeta电位结果表明水解产生的带负电的TiO2粒子包覆到了微球表面，并导致微球表面电性反转；单层复合得到的中空微球虽然随着TBOT量的增多，逐渐呈现出球形形貌，TiO2壳层的厚度也有所增加，但是大多仍是不完整的球形结构；经双层包覆以后可以得到完整的中空介孔结构，壳层平均厚度大约为35nm，且具备比P25更好的光催化性能。 采用氮钼共掺杂方式对TiO2中空微球进行了改性，确定了其制备过程中各影响因素的最佳用量，PS微球用量为1.35g时，TBOT用量为2.5g、TEOA用量为0.5g、钼酸铵用量为0.6g，氨水-水的体积比为5:1。UV-Vis/DRS分析显示，与P25相比，共掺杂TiO2中空微球的吸收光谱带中吸收带边发生明显的红移，能隙明显减小，且在可见区的吸光性能明显增强。对甲基橙的光催化研究表明，氮钼共掺杂TiO2中空微球表现出比未掺杂中空微球更高的光催化效率。 关键词：二氧化钛；中空微球；氮钼共掺杂；光催化 Abstract With the rapid development of society and economy, the world wide environment pollution and energy resource crisis are graving gradually. Titania, as a photocatalytic material, has attracted much attention in the field of material, chemistry, environment science and energy sources science due to its chemical stability, non-toxic and highly activity. But in practice, nanometer TiO2 photocatalytic materials do still exist obvious defects such as lowly photocatalytic efficiency, easily reunition, as well as difficult to recycle. To solve the above defects, this paper sets the preparation of TiO2 hollow microspheres doped with N-Mo as the goal, which is rarely involved in domestic and foreign literatures. In this study, cationic polystyrene (PS) microspheres served as the template to prepare co-doped TiO2 hollow microspheres, and phrase structure and photocatalytic activity of