介孔TiO2的溶胶凝胶法制备与光催化性能研究

"溶胶凝胶法介孔TiO2的合成及其光催化活性的研究，石建英，张艳芳，崔华楠。" 本研究主要关注的是利用溶胶凝胶法制备介孔TiO2材料，并对其光催化性能进行了深入探讨。溶胶凝胶法是一种在化学合成中广泛使用的工艺，尤其适用于制备纳米结构和多孔材料。在这个过程中，无机化合物（如钛酸丁酯TBOT）在有机或水性介质中水解并缩合形成稳定的溶胶，随后转化为固态凝胶，最终经过热处理得到所需晶体结构的材料。 文章中提到，以三乙醇胺（TEA）作为模板剂，这是因为在溶胶凝胶过程中，模板剂可以引导孔道结构的形成，生成具有有序孔隙的介孔材料。介孔结构对于光催化剂来说尤其重要，因为它能提供大的比表面积，有利于光吸收和反应物吸附，从而提高光催化效率。 通过X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）和氮气吸附-脱附等温线（BET）分析，研究人员对合成的TiO2样品进行了全面表征。XRD结果证实了合成产物是锐钛矿相的TiO2，这是一种常见的TiO2晶型，具有较高的光催化活性。UV-Vis分析则用于确定材料的光响应范围，而BET分析则揭示了样品的孔径分布和比表面积，这些参数直接影响光催化活性。 实验结果显示，当TBOT:TEA:H2O的投料比为1:0.5:25时，所制得的TiO2样品展现出最优的光催化性能。研究人员以甲基橙作为目标污染物，评估了其在模拟光催化降解中的表现。甲基橙是一种常见的染料，常被用来测试光催化剂的降解能力。实验表明，该TiO2样品对甲基橙的降解效率达到了70%，证明了其良好的光催化活性。 关键词“光催化降解”、“溶胶凝胶法”、“介孔TiO2”和“甲基橙”分别对应了研究的核心内容：利用光催化原理去除环境污染物，通过溶胶凝胶法制备具有优异性能的介孔TiO2材料，以及通过甲基橙的降解来验证其光催化活性。 这项工作展示了溶胶凝胶法制备的介孔TiO2在光催化领域的潜力，为环境净化和可持续能源应用提供了新的材料选择。通过优化合成条件，可以进一步提升TiO2的光催化性能，这对于环境污染治理和清洁能源技术的发展具有重要意义。