納米tio2的制備及其在多相催化反應中的應用研究

1、 納米 納米 TiO2 的制備及其 的制備及其在多相催化 在多相催化反應中 反應中的應用研究 的應用研究 Study on the Preparation of Nano TiO2 and their Application in the Multi-phase Catalytic Reactions 一級學科：化學工程與技術 學科專業(yè)：生物化工 研 究 生：劉楠 指導教師：張金利教授 Johannes W. Schwank 教授

2、天津大學化工學院 二零一四年六月 摘要 二氧化鈦納米材料用于多相催化體系的優(yōu)勢在于其具有較大的比表面積和孔容、優(yōu)良的光電化學效應以及較強的氧化能力，因此可用于以光催化降解有機污染物、汽車尾氣處理以及一氧化碳甲烷化反應等為代表的各種多相催化體系。本文針對二氧化鈦納米材料的合成以及其在三個典型的多相催化體系中的催化性能進行了研究。 首先，采用水熱合成法制備二氧化鈦納米管材料，發(fā)現(xiàn)水熱合成溫度對TiO2 水熱產物的形貌和晶型存在顯著影響，Ti

3、O2 納米管的適宜水熱合成溫度為120 ~ 150 ?C。洗滌步驟采用低濃度 HNO3 溶液會減少水洗處理后出現(xiàn)的納米管團聚現(xiàn)象。在 300 ~ 400 ?C 焙燒處理后的 TiO2 納米材料具有較好的銳鈦礦晶型，保持了納米管狀結構。在 120 ~ 150 ?C 溫度范圍水熱合成的 TiO2 納米管展現(xiàn)了最大的飽和吸附量和更高的光催化活性。通過原位紅外的測定，初步探討了亞甲基藍在 TiO2 納米管材料上通過脫甲基作用瓦解多環(huán)結構的光降解

4、反應機理。 其次，TiO2 納米材料不僅被用作催化劑載體還可用作光催化劑，采用連續(xù)浸漬的方法制備了 CuO/CeO2-TiO2 催化劑，研究了其對光熱共催化的 NO+CO氧化還原反應性能及相應的反應機理。銅-鈰-鈦的協(xié)同作用導致了氧原子從氧化鈰到銅物種相對靈活的傳遞以及更高的氧空缺濃度，從而提高催化活性。 最后，分別采用浸漬法和共沉淀法制備不同氧化鋯含量的 ZrO2-TiO2 載體從而得到 Ru/ZrO2-TiO2 催化劑，考察兩種制備