纳米二氧化钛粉的水热合成与光催化性能研究.docx

纳米二氧化钛粉的水热合成与光催化性能研究
摘要：
本文采用水热法合成了纳米二氧化钛粉，并对其光催化性能进行了研究。结果表明，所得纳米二氧化钛粉具有良好的光催化性能，对甲基橙等有机物的降解能力较高。
1.引言
纳米材料因其小尺寸、特殊的物理和化学性质，具有很好的应用前景，近年来得到了越来越多的关注。在各种纳米材料中，纳米二氧化钛因其良好的光催化性能和稳定性，在环境和能源等领域得到了广泛的应用。纳米二氧化钛的制备方法很多，其中水热法是一种简单、易于控制和大规模制备的方法。本文将通过水热法合成纳米二氧化钛粉，并评估其光催化性能。
2.实验
2.1实验步骤
将氯化钛和氢氧化钠分别溶解在去离子水中，调整PH值至10，搅拌2小时。将溶液转移到反应罐中，加入氨水调整PH值，然后进行水热反应。反应结束后，冷却，过滤，洗涤，干燥即可得到纳米二氧化钛粉。
2.2实验条件
本次实验使用的反应物为氯化钛（TiCl4）、氢氧化钠（NaOH）和氨水（NH3·H2O），所有试剂均为优级纯。水热反应的温度为160℃，反应时间为12小时。
3.结果与分析
所得纳米二氧化钛的形貌和结构通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）进行了表征。SEM照片显示，所得纳米二氧化钛粉末呈球形，平均粒径约为30nm。XRD结果显示，纳米二氧化钛具有纯锐钛矿相结构，与JCPDS卡片中的数据相符。
光催化实验中采用甲基橙为目标降解物，光催化反应在紫外光下进行。实验结果显示，在紫外光照射下，所得纳米二氧化钛粉对甲基橙的脱色效果较好，脱色率达到85%以上。这说明所得纳米二氧化钛具有良好的光催化性能。
本文所得纳米二氧化钛粉的制备简单、成本低廉，且光催化性能良好。因此，本文所述方法在纳米二氧化钛领域的应用具有很好的前景。
4.结论
本文采用水热法成功合成了纳米二氧化钛粉，其形貌呈球形，平均粒径为30nm，具有纯锐钛矿相结构。光催化实验表明，所得纳米二氧化钛对甲基橙等有机物的降解效果较好，脱色率达到了85%以上。因此，该方法具有简单、成本低廉、光催化性能良好等优点，对纳米二氧化钛的制备和应用具有重要的意义。