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二氧化钛能够与水发生光催化反应分解成为氢气和氧气，从Fujishima[1]等发现这个事实以来，科学家们逐渐开始热衷于研究半导体材料方面。在浩瀚的的纳米材料的海洋里，纳米TiO2具有化学稳定性好、来源广泛、无毒、成本低、无二次污染、氧化能力强等优势[2-4]，在自清洁、杀菌和除臭、光催化降解有机污染物、环境净化等方面具有广阔的应用[5-7]。最近几年，因为纳米TiO2被广泛应用于人类生活，其制备方法引起了众多科学家的关注。制备纳米TiO2的方法各种各样，大致有气相法和液相法两类[8]。溶胶-凝胶法作为液相合成方法中最经典的一种方法，该法具有合成温度低、设备简单、操作易控制、易于实现大批量生产等优势[9]。根据实验室现有条件，本论文选择溶胶-凝胶法制备纳米TiO2样品。
光催化反应因为具有无副产物，反应速率快，成本低等优点，在改善环境、处理污水、降解有色染料等方面用途广泛，一直深受广大科学家们的喜爱。纳米TiO2作为其中的优秀者，它在科学研究的排行榜上更是名列前茅。TiO2晶体类型一共有三种：第一种是金红石型(rutile)，第二种是板钛矿型(brookite)，第三种是锐钛矿型(anatase)[10]。因为第二种类型是一种中间形态，容易发生变化，平时不常少见到，所以目前被用于做光催化反应的主要是第一种类型和第三种类型这两种，其中锐钛矿型活性最强。在一定能量的光的照射下，TiO2价层电子能够迁移到导带上，产生电子-空穴对[11-12]。在电场的影响下，随后可以迁移至表面，在样品表面吸附着一些水、氧气等，与他们相互作用转化成具有强氧化性的小分子如羟基、双氧水、超氧负离子等，能够把有机污染物氧化为对人类环境无害的CO2、H2O和无机盐。所以在光照下纳米TiO2是一种非常好的光催化材料。该实验在制备纳米TiO2过程中加入适量双氧水，减少光催化剂粒子空穴-电子对的复合，以提高光催化效率。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
试剂：钛酸丁酯(无锡市红星化工厂)，叔丁醇，冰醋酸(济南亿淼化工有限公司)，盐酸(天津盐酸公司)，过氧化氢(广州市新港化工有限公司)，CTAB（北京蓝博斯特生物技术有限公司），二次蒸馏水。
仪器：扫描电镜，干燥箱，傅立叶变换红外光谱仪，恒温磁力搅拌器，低速离心机，X射线衍射仪，紫外可见分光光度计，光化学反应仪。
1.2 实验方法
1.2.1纳米TiO2的制备
室温条件下，将25 ml叔丁醇加入干燥的100 ml烧杯中，磁力搅拌，然后把3.5 ml钛酸正丁酯和2 ml浓盐酸逐滴加入叔丁醇中，搅拌10 min后制得混合溶液A。在另外一个烧杯中先放入0.3 g CTAB，加入20 ml叔丁醇，然后缓慢加入2ml冰醋酸和2 ml蒸馏水，最后加入2 ml双氧水源`自,优尔`文.论"文'网[www.youerw.com，中间不停止搅拌，10 min后得到混合溶液B。在剧烈搅拌的条件下，把混合溶液B逐滴加入混合溶液A中，保持25℃温度下反应8 h，静止一天进行陈化，制得凝胶，分别装入离心管中进行低速离心4-6分钟，然后分别用二次蒸馏水、丙酮溶液洗涤6-8次，pH呈中性即测试纸变蓝，而且不再出现Cl-1 ,设置烘箱温度为80℃烘3 h，冷却，降温，取出，在研钵中研磨，放入坩埚中，摇至均匀，放入马弗炉中，设置温度为500 ℃煅烧2 h，冷却降温取出研磨即可获得目标产物。
1.2.2 纳米TiO2的表征
用扫描电子显微镜对颗粒微观形貌进行分析；用X射线衍射仪进行样品物相分析；用傅立叶变换红外光谱仪对样品进行定性分析；用紫外可见分光光度计对样品进行定量分析。