摘要：本文采用管式炉（加氮气）制备了TiO2/C复合材料，通过控制环氧树脂和二氧化钛的质量比，采用XRD、SEM等测试方法对样品的结构、微观形貌及光催化活性进行研究。在500 W汞灯和500 W照射下，使用甲基橙为降解对象，进行紫外光和可见光光催化降解实验，比较不同光源下TiO2/C复合材料的催化性能；并且在紫外光照射下考察不同变量的条件下，样品对甲基橙光催化降解的影响。结果表明：所制备的样品呈不规则颗粒状，样品中炭是以无定形的形式存在阻碍TiO2从锐钛矿型转变为金红石型；所制备的TiO2/C样品更优于纯TiO2和活性炭的光催化性能；样品在紫外光照射下的光催化效率高于在可见光照射下的；样品在紫外光区有较强的吸收，在紫外光下对MO溶液表现出很好的降解能力，有较好的光催化性能。

关键词： 二氧化钛；炭；复合材料；光催化；甲基橙

Preparation and photocatalytic Properties of Titanium dioxide / carbon Composites

Abstract：In this paper, TIO2 / C composites were prepared by tube furnace (nitrogen addition). By controlling the mass ratio of epoxy resin to titanium dioxide, the structure, microstructure and photocatalytic activity of the samples were studied by means of XRDX SEM. Under the irradiation of 500W mercury lamp and 500W, methyl orange was used as the degradation object, and the catalytic properties of TIO2 / C composites were compared under different light sources by UV and visible light. The effects of different variables on the photocatalytic degradation of methyl orange were investigated under UV irradiation. The results show that the prepared samples are irregular granular and the carbon in the samples is amorphous which hinders the transition of TIO2 from anatase to rutile and the TIO2 / C sample is better than pure TIO2 and activated carbon in photocatalytic activity. The photocatalytic efficiency of the sample under UV irradiation is higher than that under visible light, and the sample has a strong absorption in the UV region, a good degradation ability to MO solution under UV light, and a good photocatalytic performance.

Key Words：  titanium dioxide； carbon；composite material；photocatalysis；

helianthin

目录

1绪论 1

1.1 引言 1

1.2 二氧化钛和炭的历史背景 1

1.2.1 二氧化钛的历史背景 1

1.2.2 炭的历史背景 1

1.3 二氧化钛的结构与特性 2

1.3.1 二氧化钛的结构 2

1.3.2 二氧化钛的特性 2

1.4 炭的选择 3

1.5 二氧化钛/炭的选择 4

1.6 TiO2的掺杂及其光催化活性 4

1.7 TiO2/C复合材料研究现状 6

1.8 本论文的研究内容及意义 6

1.8.1 本论文的研究内容 6

1.8.2 本论文的研究意义 6

2TiO2/C复合材料的实验研究 7

2.1 实验方案 7

2.2 实验原料及设备 8

2.2.1 样品制备的主要原料 8

2.2.2 样品光催化性能测试所需的主要试剂 9

2.2.3 实验样品制备的主要仪器 9

2.2.4 样品光催化性能测试所用的主要仪器 9

2.3 实验步骤 10

2.3.1 活性炭的制备 10

2.3.2 TiO2/C复合材料的制备 10

2.3.3 样品的表征 11

2.3.4 样品光催化性能的测试 11

3实验结果与分析 12

3.1活性炭制备 12

3.2 TiO2/C复合材料的制备 13

3.2.1 固化剂比例的选择 13

3.2.2 TiO2/C的配比 14

3.3 样品的表征分析 14

3.3.1 样品的XRD表征 14

3.3.2 样品的SEM表征 16

3.4 样品的光催化性能 17

3.4.1 不同光源下样品对甲基橙溶液降解率的影响 17

3.4.2 紫外光下TiO2/C复合材料对甲基橙溶液的光催化活性的影响 18

3.4.3 紫外光下TiO2与C的不同掺比对甲基橙溶液的光催化活性的影响 19

3.4.4 紫外光下样品光照时间对甲基橙溶液降解率的影响 19

4 结论 20