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采用溶胶-凝胶法和微乳液法制备了纳米TiO2和Au/TiO2、采用表面沉积法在商品DeggussaTiO2(P-25)表面沉积Au制备了Au/TiO2,并利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、N2吸附测试仪、固体紫外-可见吸收光谱仪及X射线光电子能谱仪对其晶型结构、形貌、比表面积、光吸收性能及表面组成进行了分析表征。通过对甲醛和非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)的光催化降解性能研究,优化了TiO2和Au/TiO2制备条件,得到性能优良的光催化剂。
溶胶-凝胶法主要是通过发生钛酸酯水解缩聚反应,经陈化、干燥、煅烧活化过程制备得到纳米TiO2和Au/TiO2。仪器的测试结果表明:在相同的煅烧温度下,该方法制备的Au/TiO2比纯TiO2粒径小且分布窄,比表面积大,光吸收峰由于杂质能级的存在而向可见光方向移动,表面有少量的Au以原子态形式,其余以Au3+的形式存在于TiO2晶格中。
表面沉积法制备Au/TiO2粉体是在P-25表面利用尿素还原沉积贵金属Au而进行。仪器分析结果表明,其晶形结构与P-25一致,粒径分布均匀、分散性好,比表面积较P-25小,由于Au在TiO2表面以原子态形式存在,在可见光区出现表面等离子体共振吸收峰;表面Au以原子态形式存在,其粒径的大小及分布与添加剂用量有关。
微乳液法制备Au/TiO2是在阳离子表面活性剂为主的体系中,经过四氯化钛与氨水的交换反应进行的。其粒径分布主要受微乳液中水核大小的影响,因此适当控制体系中的水量,可以得到粒径分布均匀、分散性理想,比表面积较大的纳米粒子。
对甲醛和非离子表面活性剂NPE-10的光催化降解性能研究表明,在一定的条件下以上方法得到的纳米Au/TiO2光催化剂都比未掺金样品有更好的日光光催化作用。