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添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO_2光催化剂及其光催化性能研究
壳聚糖作为一种天然多糖，具有生物可降解性、生物相容性和生物活性等优点，被广泛应用于生物技术、医药、食品等领域。近年来，壳聚糖在光催化材料方面的研究得到了广泛关注。本文将介绍利用溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂，并探讨其光催化性能。
1.引言
光催化技术作为一种绿色环境友好的处理废水和空气污染的方法，在环境保护和能源利用方面具有重要意义。TiO2作为一种重要的光催化材料，具有良好的光催化性能，但其在可见光区域的光催化活性较低。因此，开发新型的光催化剂，提高其可见光响应能力，是当前研究的热点。
2.实验方法
(1)制备壳聚糖溶胶：将一定量的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，通过加热搅拌使其充分溶解；
(2)制备TiO2溶胶：将适量的钛酸四丁酯溶解在乙醇中，通过加热搅拌使其充分溶解；
(3)制备壳聚糖-TiO2复合溶胶：将壳聚糖溶胶和TiO2溶胶按一定比例混合搅拌，再加入适量的乙醇搅拌均匀；
(4)溶胶凝胶化：将混合后的溶胶倒入容器中，在室温条件下静置凝胶化；
(5)处理凝胶样品：将凝胶样品进行干燥、煅烧等处理。
3.结果与讨论
通过红外光谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对制备的壳聚糖-TiO2复合溶胶进行表征。实验结果表明，壳聚糖成功地与TiO2形成了复合结构，壳聚糖溶胶能够提供有效的光催化剂载体。
通过光催化降解罗丹明B（RhB）染料的实验，研究了壳聚糖-TiO2复合溶胶的光催化性能。实验结果表明，壳聚糖-TiO2复合溶胶在可见光区域具有较高的光催化活性，比纯TiO2催化剂的降解效果更好。同时，还探究了溶胶浓度、光照时间、pH值等因素对光催化性能的影响。
4.结论
本研究成功制备了壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂，并对其光催化性能进行了研究。实验结果表明，壳聚糖-TiO2复合溶胶在可见光区域具有较高的光催化活性，并且溶胶浓度、光照时间、pH值等因素对光催化性能有一定影响。
本研究为利用壳聚糖溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂的研究提供了新的思路，对于提高光催化剂的光催化活性，推动环境保护和资源利用具有重要意义。但同时也需要进一步研究壳聚糖-TiO2复合溶胶的制备工艺、光催化机理等方面的问题，以提高其应用效果和实际应用价值。