题目：纳米二氧化钛/再生纤维素复合材料的制备及光催化性能

纳米TiO2及其复合材料具有广泛的应用前景，主要用于水处理和空气净化、自清洁、杀菌消毒；太阳能电池等领域。为了使纤维具有抗菌消毒功能和TiO2光催化剂的实用化，本论文利用不同的方法制备了纳米TiO2、纳米TiO2/再生纤维素复合材料和炭与TiO2的复合材料，并对材料的形貌、结构和性能进行评价。以钛酸丁酯为前驱体，在1-烯丙基，3-甲基咪唑氯室温离子液体介质中用溶胶-凝胶法和模板法成功地制备了纳米TiO2材料。讨论了钛酸丁酯和再生纤维素的不同用量比例、不同煅烧温度、无水乙醇助剂对样品晶粒尺寸、样品形貌和光催化活性的影响。通过XRD、SEM和TEM对产物的晶型、形貌进行表征，PCC-2光催化仪对样品的光催化活性进行评价。结果表明，当纤维素浆粕和钛酸丁酯用量比例为0.4g/6.8g时，500℃温度下煅烧1h制得的TiO2样品为椭球形，改变纤维素浆粕和钛酸丁酯的比例可以制备不同形貌的纳米TiO2。样品在300℃、400℃、500℃、600℃和700℃温度下煅烧1h制备的纳米TiO2，随着煅烧温度的增加，晶粒粒径尺寸逐渐增大。无水乙醇的加入能够细化晶粒，提高制备的纳米TiO2的光催化活性。将纳米TiO2粉体与纤维素浆粕在1-烯丙基，3-甲基咪唑氯室温离子液体中进行溶液共混，纤维素用水再生后，利用超临界二氧化碳干燥方法制备了不同TiO2含量的纳米TiO2/再生纤维素复合薄膜材料。通过XRD、FT-IR和SEM对其晶型、结构形貌进行表征，并对样品的光催化活性和热稳定性进行评价。讨论了纳米TiO2含量、超临界TiO2干燥和真空干燥对薄膜性能的影响。经超临界CO2干燥处理所得复合薄膜材料的光催化活性明显高于真空干燥处理后的活性；复合材料的光催化活性随TiO2含量的增加先升高后降低，含量为5%时光催化活性最高。将纳米TiO2/再生纤维素复合材料在特定的升温程序下加热炭化，制备了炭与TiO2的复合材料，通过XRD、SEM和TEM对其晶型、形貌进行表征，并对材料的光催化活性进行评价。炭不仅可以作为载体，还可以用作包覆层。同时炭在复合物中也表现出多种用途：富集目标污染物，抑制热处理时TiO2的相转变和晶粒长大。并且复合材料有着比商业P25光催化剂优异的光催化活性。纳米TiO2及其复合材料的制备和利用将为推动光催化技术的实用化产生积极影响。