碳纳米管负载纳米TiO 2复合材料的制备及其性能.pdf

物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)
JanuaryActaPhys.鄄Chim.Sin.,2008,24(1)：97-10297

[Article]www.whxb.pku.edu.cn

碳纳米管负载纳米TiO2复合材料的制备及其性能

吴玉程鄢刘晓璐叶敏解挺黄新民
(合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009)

摘要：采用溶胶鄄凝胶法,以钛酸丁酯为原料,将纳米TiO2负载在碳纳米管(CNTs)表面,制备了CNT鄄TiO2光催
化复合材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了复合颗粒的形态结构及包覆情况,通

过UV鄄Vis漫反射谱分析比较了纯TiO2和CNT鄄TiO2的吸光性能,并研究了不同温度热处理的CNT鄄TiO2光催

化剂在紫外光照射下对甲基橙光催化降解的性能.结果表明,纳米TiO2颗粒以锐钛矿相存在,紧密地包附在碳

纳米管的管壁上,CNT鄄TiO2在紫外鄄可见光波长范围内均有较好的吸光性能,450益热处理后的复合光催化剂

CNT鄄TiO2比纯TiO2对甲基橙光降解有更高的光催化活性.

关键词：溶胶鄄凝胶法;二氧化钛;碳纳米管;光催化
中图分类号：O643.07

PreparationandPropertiesofCarbonNanotube鄄TiO2Nanocomposites

WUYu鄄Cheng鄢LIUXiao鄄LuYEMinXIETingHUANGXin鄄Min
(SchoolofMaterialScienceandEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,P.R.China)

Abstract：CoatingcarbonnanotubesurfacewithTiO2asanatasewasperformedbysol鄄gelmethodusingTi(OBu)4.
ThemorphologicalstructureofthephotocatalystparticleswascharacterizedbyXRDandTEM.Absorbencywas

analyzedbytheUV鄄VisdiffusereflectionspectraofTiO2andCNT鄄TiO2photocatalysts.Thephotocatalyticactivities
ofthematerialsheat鄄treatedatdifferentreactiontemperatureshavebeentestedondecomposablesubstratemethyl
orangesolutionunderUV鄄lightillumination.Theresultsshowedthatthenanocompositeshadexcellentphotocatalytic

ability.Whenthewavelengthwasbetween200-800nm,CNT鄄TiO2nanocompositeshadgoodabsorbency.TEM

micrographsshowedthatTiO2wascloselycoatedonthesurfaceofcarbonnanotubes.Thebestheattreatment

temperatureofCNT鄄TiO2nanocompositeswas450益.ThecrystalformofTiO2wasanataseandthediameterofcrystal

was7.3nm.ThephotodegradationrateofCNT鄄TiO2nanocompositeswasbetterthanthatofpureTiO2undersunlight.

KeyWords：Sol鄄gelmethod;TiO2;CNTs;Photocatalysis

在众多光催化剂中,TiO2以其活性高、热性能表面的活性位置增加,使其对有机物具有一定的降
好、持续性长、价格便宜、无毒无害等特性而备受人解性能,为其作为催化剂提供了基本条件.以碳纳米
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们青睐.如何制备既保持高的催化活性又能在不同管作为TiO2的载体主要有三个方面优点:一是增大
材料表面均匀牢固负载的催化剂,是当前光催化剂反应速率;二是对决定反应路径具有优良的选择性;
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研究的重点之一.三是降低反应温度.Seeger和Hernadi等将SiO2、
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碳纳米管(CNTs)具有特殊的比表面积和空隙Al2O3等无机物负载到碳纳米管上;Jitianu等研究

结构,其表面的键态和电子态与颗粒内部的键态和了分别以Ti(OEt)4、Ti(OPri)4和