题目：以偏钛酸为原料低温合成纳米TiO2光催化剂

纳米TiO2具有十分卓越的物理、化学、光学及颜料性能，因而被广泛应用于环保领域的水处理和空气净化，制作自清洁材料，抗菌、杀菌材料，以及用于太阳能电池等。但传统的TiO2实验室的合成方法需要的反应温度比较高，不易实现工业化生产，因此低温低成本合成高光催化活性的纳米TiO2材料的研究具有重要的意义。 本论文采用碱煮酸溶的方法，以廉价的偏钛酸和氢氧化钠为原料，在不同的反应温度(20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃)下制备了纳米TiO2光催化剂，其中20 ℃下制备的二氧化钛的光催化活性最好，大约是商业品P-25的6倍左右；同时该论文还研究了氢氧化钠和偏钛酸的比例(1:1、1.5:1、2:1)对样品光催化活性的影响，其中碱钛的比例为2:1时制备的TiO2的光催化活性最好。试验结果表明，制备的样品为锐钛矿型TiO2，具有多孔的结构，比表面积为231.28 m2/g，通过红外吸收光谱分析得出，所制备样品的高的光催化活性来源于其表面丰富的羟基。 为了得到最优化的合成条件，本课题研究了五种不同的碱性介质(NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3和LiOH)对所制备的纳米TiO2光催化活性的影响。试验结果表明，所制备的样品均为锐钛矿型的TiO2，碱性介质的类型及碱钛的比例都会对样品的光催化效果产生影响，对比得出最优的碱为NaOH，最佳的碱钛比例是2:1，在此条件下所制备的纳米TiO2的光催化活性为商业品P-25的5-6倍。由此得到了高活性TiO2光催化剂最佳的制备参数。 此外，本论文还以偏钛酸为原料，利用1-烯丙基，3-甲基咪唑氯离子液体，用水热合成的方法成功地制备了锐钛矿型的纳米TiO2。试验结果表明，在离子液体中所制备的纳米TiO2为锐钛矿型，其晶粒大小在18.2 nm左右，颗粒为类球形，在可见光区显示出一定的吸收，光催化实验表明样品降解亚甲基蓝的能力要高于商业品P-25, 表现出了较高的可见光光催化活性。