纳米二氧化钛的制备及其光催化活性测试

一、实验目的：

① 了解纳米二氧化钛的粒性和物性。

② 研究二氧化钛光催化降解甲基橙和亚甲基蓝水溶液的过程和性质。 ③ 了解光催化剂的一种评价方法。

二、实验原理：

本实验采用金属醇盐水解法制备纳米二氧化钛，反应方程式有

Ti(O-C4H9)4+4H2OTi(OH)4+4C4H9OH2TiO2+4C4H9OH2TiO2+4H2O

Ti(OH)4+Ti(O-C4H9)4Ti(OH)4+Ti(OH)4三、仪器及试剂

试剂：钛酸正四丁脂，无水乙醇，盐酸，去离子水

仪器：电热炉、恒温水浴箱、50mL量筒和10 mL量筒各一个、烧杯(100 mL)

两个、玻璃棒、抽滤瓶、布氏漏斗、滤纸、PH试纸。

四、实验步骤

① 纳米TiO2的制备

200ml烧杯

加100ml去

离子水

观察水解 混离心分离 合

500ml烧杯

200ml无水

乙醇，10ml

钛酸四丁酯 一份500℃1h 一份300℃1h ① 配置甲基橙溶液

称取一定量甲基橙，加水溶解，移入250ml容量瓶，定容。 ② 光催化活性测试

一份常温1h 0.15g不同温度TiO2甲基橙4份分别加入超声波分散15min日光灯照射 每隔10min取样离心取上清液测吸光度

计算降解率

五、数据记录及处理 温度 0min 10min 20min 30min

对数据作图如下

光+100℃ 光+300℃TiO2 光+500℃TiO2 不加TiO2+光照 暗+300℃ TiO2 0.678 0.681 0.680 0.680 0.678 0.578 0.348 0.216 0.678 0.711 0.449 0.331 0.678 0.809 0.929 1.034 0.832

由以上得：

500度

光催化前 甲基橙溶液A=0.678 光催化30分钟后 甲基橙溶液A=0.331

甲基橙的光降解率 W%=（0.678-0.331）/0.678×100%=51.2% 300度

光催化前 甲基橙溶液A=0.678

光催化30分钟后 甲基橙溶液A=0.216

甲基橙的光降解率 W%=（0.678-0.216）/0.678×100%=68.1% 100度

光催化前后无大变化，降解率 W%=0 无催化活性 六、结果讨论

① 300度光催化活性最好，500度次之，100度几乎无光催化活性。 ② 不加TiO2但有光照条件下，由于溶剂的蒸发使得溶液浓度升高，因此 吸光度增大。

③ 黑暗条件下，由于TiO2颗粒的影响，使得吸光度升高，10min后上清 液中TiO2悬浮颗粒沉降，吸光度稍微下降。 、