基本信息
- 项目名称：
- 正交法研究Ce3+掺杂纳米TiO2的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 纳米TiO2是近几年研究最热的纳米无机材料之一，在很多领域，如光催化材料，抗菌材料、环境科学等领域具有广泛的研究和应用价值。但是TiO2自身存在结构缺陷，限制了其在光催化领域的应用。本文选用稀土Ce3+元素对纳米TiO2进行掺杂改性，设计正交实验研究了Ce3+掺杂量、超声波辐射时间、烧结温度、烧结时间对产品影响，优化了制备条件，并进行了结构及光催化抗菌性能表征。
- 详细介绍：
- 纳米TiO2是近几年研究最热的纳米无机材料之一，在很多领域，如光催化材料，抗菌材料、环境科学等领域具有广泛的研究和应用价值。TiO2自身存在结构缺陷，限制了其在光催化领域的应用。将稀土元素适当地掺杂到TiO2晶体中，可以提高其光催化活性和扩大对可见光的光谱响应范围。本文选用稀土Ce对纳米TiO2进行掺杂改性，制备出纳米Ce/TiO2，采用XRD、BET、SEM对其进行结构...(查看更多)
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 纳米TiO2由于其无毒、无害、化学稳定性好等诸多特点，在很多领域具有广阔的应用前景，但其存在可见光利用率低、光量子产率低的缺陷，在实际应用中收到很大限制。本文采用稀土元素铈掺杂改性纳米TiO2，并对产品进行结构及性能表征。通过正交法研究铈掺杂量、超声波辐射时间、烧结温度及时间对产品的影响，优化铈掺杂纳米TiO2的制备条件，以期能够改善纳米TiO2的光催化抗菌性能。
科学性、先进性及独特之处
- ①本文将统计学方法应用于实验，通过正交法系统地研究了超声波辐射时间、Ce3+掺杂量、烧结温度、烧结时间对纳米Ce/TiO2结构及性能的影响，优化了纳米Ce/TiO2的制备条件，确定各因素对产品影响的大小。②实验选择铈为掺杂元素，为充分利用民族地区稀土资源的利用提供一定的实验基础。③将TiO2的光催化性能与抗菌性结合，以抗菌性表征产品的光催化性能。
应用价值和现实意义
- 本文设计正交实验优化了铈掺杂纳米TiO2的最佳制备条件，系统地研究了不同条件对产品结构的影响，对Ce3+掺杂纳米TiO2的制备有一定的指导意义，在TiO2基光催化剂、抗菌剂的开发及应用方面具有一定的意义，产品生产工艺成熟后可在催化剂、陶瓷、涂料等方面得到广泛应用。
学术论文摘要
- 纳米TiO2是一种重要的半导体光催化材料，具有无毒、安全、催化活性高等优点，在高新技术材料领域具有广阔的发展前景。本文以钛酸四正丁酯为前驱，稀土Ce3+为掺杂元素，采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce3+掺杂纳米TiO2（纳米Ce/TiO2），得到一系列纳米级的锐钛矿Ce/TiO2粉体。通过XRD、BET、SEM等技术对其进行结构表征，借助于L9(34)正交实验研究了不同实验条...(查看更多)
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]孙俊英,孟大维,刘卫平等.稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能[J].稀有金属,2008,32(4):497-501. [2]黄翠英,张澜萃,李晓辉. 稀土离子掺杂对纳米TiO2光催化制氢活性的影响[J].催化学报，2008,29(2): 163-166. [3]赵斯琴,郭敏,张梅等. Eu3+离子掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基兰溶液的研...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 纳米TiO2因具有粒径小、比表面积大、表面晶格缺陷度大、表面能高、光催化性能高高的特点，逐渐成为半导体光催化材料中的研究热点，在很多领域，如光催化材料/抗菌材料、有机污染物降解等，具有广泛的研究和应用价值。 然而，纯纳米TiO2存在光催化剂载流子复合率高、量子产率低、吸收光源主要在紫外区(λ≤387nm)、对可见光的利用率较低等缺陷，限制了TiO2的实际工业应用。...(查看更多)
