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近些年來，無機(jī)納米孔材料引起人們濃厚的研究興趣。由于該類材料具有孔隙率高，比表面積大，表面吸附能力強(qiáng)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使其成為催化劑和催化劑載體的首選。因此，設(shè)計(jì)并合成具有特定形貌與功能的網(wǎng)絡(luò)孔材料在催化領(lǐng)域具有特別重要的意義。本文采用聚苯乙烯乳膠球模板法和共水解Ti(i-OC3H7)4與TaCl5或Zr(n-OC4H9)4的混合物的溶膠-凝膠法制備了三維有序大孔結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合氧化物TiO2/Ta2O5和TiO2/ZrO2(簡稱3DOMTiO2/Ta2O5和3DOMTiO2/ZrO2)。復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)通過X-射線粉末衍射(XRD)、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)、激光拉曼光譜、紫外-可見-近紅外光譜(UV-VIS-NIR)、X-射線光電子能譜(XPS)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和表面分析等多種手段進(jìn)行表征。 本文所合成的3DOM復(fù)合氧化物孔壁組成均勻，即ZrO2或Ta2O5均勻地分散到TiO2的骨架中，其中，ZrO2的摻雜量分別為5、10和20％；Ta2O5的摻雜量分別為2.5、5和7.5％。3DOM復(fù)合氧化物的孔徑為270-290nm；孔壁厚度為30-50nm；粒子尺寸為10-12nm。盡管在同一條件下合成的單一氧化物具有各自的晶型，但制備出的復(fù)合物只有一種晶型，即銳鈦礦型。拉曼光譜分析結(jié)果表明ZrO2或Ta2O5對TiO2的晶體結(jié)構(gòu)有一定的干擾。紫外漫反射光譜分析結(jié)果表明復(fù)合氧化物的帶隙窄于純銳鈦礦TiO2的帶隙。復(fù)合氧化物的孔壁具有介孔孔道結(jié)構(gòu)，比表面積高于3DOMZrO2、Ta2O5或TiO2的比表面積。通過對對硝基苯酚和羅丹明B的降解，考察了以上制備的3DOM材料的非均相光催化活性。結(jié)果表明，3DOMTiO2/Ta2O5和TiO2/ZrO2的催化活性均高于3DOMZrO2、Ta2O5或TiO2的活性。本文詳細(xì)討論了復(fù)合氧化物光催化活性提高的原因。

    關(guān)鍵詞：
    溶膠-凝膠法 光催化劑 納米材料 復(fù)合氧化物 介孔孔道結(jié)構(gòu)
    作者：
    王長華
    學(xué)位授予單位：
    東北師范大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    分析化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    郭伊荇
    學(xué)位年度：
    2006
    語種：
    中文
    分類號：
    TB383 O643.36
    在線出版日期：
    2006年12月07日（萬方平臺首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）