溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合粒子的优化及光催化性能

"TiO2-SiO2复合粒子的制备与表征 (2009年) - 大连工业大学学报" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要研究了TiO2-SiO2复合粒子的制备方法及其性能表征。作者通过溶胶-凝胶技术，利用水解法制备出TiO2-SiO2复合粒子，并对其进行了详细的分析和评估。 首先，研究中采用了溶胶-凝胶技术，这是一种化学合成方法，通过控制反应条件将金属醇盐或无机酸盐水解形成透明溶胶，再经过老化和固化得到凝胶，最终形成具有特定结构和性质的固态材料。在这个过程中，纳米TiO2被成功包覆在SiO2表面，形成了复合粒子结构。 为了验证和分析复合粒子的结构，研究者运用了多种表征手段。傅立叶红外光谱（FT-IR）可以揭示材料中的化学键合信息，证实了TiO2与SiO2之间存在化学键连接。扫描电镜（SEM）提供了颗粒的表面形貌，而透射电镜（TEM）则揭示了粒子的内部结构，两者共同证明了TiO2成功包覆在SiO2粒子表面。 通过X射线衍射（XRD）定量分析，研究人员确定了最佳的制备条件：pH值为2，SiO2与TiO2的摩尔比为10:90，煅烧温度为750℃。这些条件有助于优化复合粒子的组成和结构，提高其性能。 此外，论文还对比了TiO2-SiO2复合粒子与纯TiO2粒子对甲基橙溶液的光催化降解效果。甲基橙是一种常见的染料，常用于评估光催化剂的性能。结果显示，TiO2-SiO2复合粒子在光催化过程中表现出更好的性能，这可能归因于复合结构增强了光吸收能力和电子-空穴对的分离效率。 该研究展示了如何通过精细调控制备条件，成功合成具有优异光催化性能的TiO2-SiO2复合粒子。这一工作不仅加深了我们对TiO2-SiO2复合材料的理解，也为设计更高效、更稳定的光催化剂提供了理论依据和技术参考。