1. 研究目的与意义
纳米级二氧化钛，直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末。具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。纯纳米tio2的不足是禁带较宽(3.2ev)，只在紫外光照射下才有光催化活性，没有可见光光催化活性，因此需要对tio2进行改性研究，以拓宽tio2的光谱响应范围，把吸收边红移至可见光区，使其具有可见光催化活性。在tio2的改性研究中，掺杂tio2的研究占有很大部分。第一代掺杂研究主要是对tio2进行金属掺杂。虽然tio2经大部分金属/金属氧化物或金属离子掺杂后，能够显著降低带隙能级，实现可见光激发，但也促进电子–空穴的再结合，进而降低其光催化的活性。
关于tio2纳米粉末的制备有较多报道，其主要的制备方法有：化学溶液分解法（chemicalsolutiondecomposition，csd）、物理蒸馏法、二步湿化法、溶胶-凝胶法（sol-gel法）超声辐射法、酒精挥发法、热分解法等。而本文采用水热法制备纳米二氧化钛颗粒,水热法制备的纳米二氧化钛颗粒具有污染小，可以通过控制温度、酸碱度、原料配比等条件得到不同晶体结构、组成、形貌和颗粒大小的产物，而且结晶良好，无须二次高温灼烧处理。前驱物主要有三氯化钛或四氯化钛、硫酸钛、金属钛和钛酸酯等，其中以硫酸钛和尿素为原料，或添加edta控制剂，在水热条件下可以制备出锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂；或以硫酸氧钛为原料，尿素作沉淀剂，采用水热合成技术也能够制备出锐钛矿型纳米二氧化钛粉体，而添加硝酸铁和盐酸胍可以制备出铁氮共掺杂四方相锐钛矿型纳米二氧化钛粉体；或以偏钛酸为原料，用碱或酸调节溶液ph，同样可以合成锐钦矿型或金红石型纳二氧化钛微粒。由于纳米颗粒比表面能高，易引起团聚，回收再利用比较困难等缺点，使得颗粒性能降低，使用受到限制，因此制备稳定、高效的负载型纳化钛材料就成为人们研究的热点，其中以强吸附性材料如分子筛、活性炭、沸石、米二氧粉煤灰以及各种合成纳米孔材料作为载体最为常用。
二氧化钛光催化技术能在常温常压下利用太阳光降解大气和水中的污染物，是一种极具应用前景的光催化材料。但二氧化钛的催化活性只能在紫外光下才能被激发,而在太阳光中占绝大多数的可见光难以得到有效利用,这在一定程度上限制了二氧化钛的应用。如何对二氧化钛进行改性,使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是二氧化钛光催化实现产业化发展的研究重点。
2. 研究内容和预期目标
1.准备原料
2.水热法合成氮掺杂前驱体
3.煅烧制备氮掺杂二氧化钛光催化剂
3. 研究的方法与步骤
1.水热法制备氮掺杂二氧化钛是以钛酸四丁酯和三乙醇胺为原料，氨水、冰醋酸作为抑制剂在磁力搅拌器中进行反应。
2.钛酸丁酯和异丙醇制备氮掺杂二氧化钛催化剂。
3.通过控制反应温度，ph，反应时间等来制备效果更好的纳米二氧化钛。
4. 参考文献
1.方晓明，张正国等.具有可见光活性的氮参杂二氧化钛光催化剂.[j].化学进展.2007.19:1282-1296
2.刘立华.纳米二氧化钛研究进展.[j].唐山师范学院学报.2004.26:3-6
3.yuranovat，laubd，xivij．synthesis
5. 计划与进度安排
1、2016-02-20~2016-03-07：查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。
2、2022-03-08~2016-03-10：开展初步实验，熟悉氮掺杂纳米二氧化钛制备的过程。
3、2016-03-11~2016-03-13：制备氮掺杂纳米二氧化钛
