纳米TiO2的制备及光催化活性的研究
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。
环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。
纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。
本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。
标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能引言半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。
以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。
科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。
1、TiO2材料简介TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。
在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。
锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。
所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。
只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。
改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。
光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。
粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。
《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文
《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环保问题的日益关注，光催化技术作为新兴的绿色技术领域受到了广泛的关注。
纳米TiO2复合材料作为一种高效的光催化剂，具有广泛的应用前景。
本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为实际应用提供理论依据。
二、文献综述纳米TiO2复合材料因其独特的物理和化学性质，在光催化领域具有广泛的应用。
其制备方法、性能及应用已成为研究热点。
目前，制备纳米TiO2复合材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、制备条件温和等优点备受关注。
而光催化性能的研究主要关注其对有机污染物的降解、抗菌性能及自清洁等方面的应用。
三、实验方法（一）实验材料实验中所需材料主要包括TiO2纳米粉体、表面活性剂、溶剂等。
所有材料均需符合实验要求，保证实验结果的准确性。
（二）制备方法本文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2复合材料。
具体步骤包括：将TiO2纳米粉体与表面活性剂混合，加入溶剂进行搅拌，形成溶胶；然后进行凝胶化处理，得到凝胶；最后进行热处理，得到纳米TiO2复合材料。
（三）性能测试本实验通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。
同时，通过光催化实验测试其光催化性能，以降解有机污染物为评价指标。
四、实验结果与分析（一）表征结果通过XRD、SEM和TEM等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。
结果表明，制备的纳米TiO2复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。
（二）光催化性能测试结果以降解有机污染物为评价指标，对制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。
结果表明，该材料具有优异的光催化性能，能够有效降解有机污染物。
此外，我们还研究了不同制备条件对光催化性能的影响，为优化制备工艺提供依据。
五、讨论本实验研究了纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能。
超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究
四、结论与展望
本次演示研究了超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究。通过对比实验， 发现超声微波辅助制备的纳米TiO2具有更高的光催化活性和光电催化性能。这 主要归因于其优异的分散性和高比表面积。在此基础上，本次演示也探讨了超 声波和微波的作用条件对纳米TiO2制备和性能的影响规律。
然而，尽管超声微波辅助制备纳米TiO2在光催化领域展现出优越的性能，但仍 存在一些问题需要进一步研究和改进。首先，对于超声波和微波的协同作用机 制仍需深入探讨，以实现制备过程的进一步优化。其次，目前的研究主要集中 在实验室规模，如何实现规模化生产仍需进行大量研究工作。最后，如何提高 纳米TiO2的光电催化性能以及其在复杂污染物处理方面的应用仍需进一步探索。
展望未来，我们期望通过深入研究和优化超声微波辅助制备纳米TiO2的方法， 进一步提高其光催化性能和光电催化性能。希望能够在实践中将此技术推广应 用，解决实际环境问题，推动环境科学的进步。此外，我们也期望能够在其他 领域中发掘超声波和微波的应用潜力，为推动绿色科技的发展做出贡献。
谢谢观看
其中，超声微波辅助制备法因具有高效、节能、环保等优点而备受。本次演示 将围绕超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究展开讨论。
二、超声微波辅助制备纳米TiO2
超声微波辅助制备纳米TiO2是一种绿色、高效的制备方法。其制备过程主要包 括以下几个步骤：首先，将TiO2前驱体溶液与超声波、微波发生器引入反应体 系中；然后，通过调控超声波、微波的强度和作用时间，实现前驱体的快速水 热反应；最后，经过离心、洗涤、干燥等后处理步骤，得到纳米TiO2粉末。
超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性 能研究
目录二、超声微波辅助制 备纳米TiO2
04 四、结论与展望
TiO2纳米材料的制备及其光催化性能
TiO2溶胶的制备及其光催化性能一、实验目的1•掌握水解法制备TiO2溶胶的基本原理；2.掌握多相光催化反应的催化剂活性评价方法；3•掌握紫外分光光度计的测试原理。
二、TiO2光催化简介1•光催化反应原理自从1972年日本学者Fujishima和Honda在n型半导体TiO2单晶电极上实现了水的光电催化分解制氢气以来，多相光催化技术开始引起世界各行各业科技研究者的极大关注。
半导体多相光催化技术作为一种环境友好型的新型催化技术，在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域都有着广泛的应用。
TiO2是n型半导体，根据固体能带理论，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenceband，V.B.)和空的高能导带(conductionband，C.B.)构成。
价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。
TiO2(锐钛矿)的Eg=3.2eV,相当于387nm光子的能量。
当TiO2受到波长小于387nm的紫外光照射时，处于价带的电子就可以从价带激发到导带(e-)，同时在价带产生带正电荷的空穴(h+)，从而形成电子-空穴对。
当光生电子和空穴分别扩散到催化剂表面时，和吸附物质作用后会发生氧化还原反应。
其中空穴是良好的氧化剂，电子是良好的还原剂。
大多数光催化氧化反应是直接或间接利用空穴的氧化能力。
空穴一般与TiO2表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的氢氧自由基OH・，它能够无选择性氧化多种有机物并使之彻底矿化，最终降解为CO2、H2O等无害物质。
而光生电子具有强的还原性可以还原去除水体中的金属离子。
光催化过程的基本反应式如下：TiO2+hv(>TiO2的禁带宽度3.2eV)—h++e-h ++e -—>hv （或热量）H 2OH ++OH -OH -+h +f•OHH 2O+h +f•OH +H+空气中游离氧的作用就犹如电子的受体，可形成超氧负离子・02-,超氧负 离子与羟基自由基一样也是强氧化还原活性的离子，它们可以氧化和降解半导 体表面上甚至其附近的许多细菌和其他有机物。
纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究
粉体 呈锐钛 矿相 ， ８ ０ 经 ０ ℃退 火得到 了锐钛矿 相 与金 红石相 的 混合 晶相 ， ９ ０ 经 ０ ℃退 火 完全 转化 为金 红石 相 。薄
膜表 面粒子 分布 均 ＞， 面平均粗糙 度 为 １５ ｎ 该薄膜 具有 较 高的光 催化 活性 ， 直接 用 于光催 化 降解 有机 －表 － ｊ ．４ｍ， 可
ｔ ｒ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｎ ｔ ｓ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｇ ｆ ｏ ３ ０ ｔ ０ ℃ ．ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｘ ｄ ｐ ａ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏ ｎ ｔ ｓ ｕ ｅ ｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｎ ａ ａ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａ ｉ ｒ ｍ ０ ℃ ｏ ７ ０ ｎ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｍｉ ｅ ｈ ｓ ｔｕ ｔ ｒ ｆａ ａ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｔｌ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ ０ ￣ ， ｎ ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｉｇ ｅ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ Ｏ ￣ Ｔｈ ａ ｔｃｅ ｉ— ｎ ｕ ｉ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ８ ０ Ｃ ａ ｄ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｓｎ ｌ ｕ ｉ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ９ ＯＣ． ｅ ｐ ｒｉｌ ｓ ｄ ｓ ｅ ｎ ｌ ｎ ｔ ｉｕ ｅ ｏ ｈ ｉ ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｎ ｈ ｖ ｒ ｇ ｕ ｆｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ｓ １ ５ ｎ ￣ Ｔｈ ０２ ｔ ｉ ｉ ｈ ｓ ａ ｒｂ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｍ ｕ ｆ ｃ ｒ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓ ｉ ． ４ ｎ ｌ ｅ Ｔｉ ｈ ｎ ｆ ｍ ａ ｌ ｖ ｒ ｏ ｄ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ Ｉ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｎ ｉｌ ｓ ｓ ｃ ｓ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｉ ｏ ｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｅ ｙ ｇ ｏ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｓｓ ｔｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｍａ ｙ ｆ ｄ ， ｕ ｈ ａ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃｄ ｇ ａ ａ ｉ ｆ ｇ ｎｃ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ， ｎ ． ｅ ｎ ｅ ｏ ｏ
纳米TiO2的制备表征及光催化性能研究
２ １２ ＴＯ 样 品的制备 ．． ｉ２ 在温度为 ６ ℃ 的水浴 中及强力搅拌下 ，将 一定量钛 酸 四正 丁酯 （ ． ． ，水解抑 制剂 （ ０ ＣＰ ） 自制 ） ， 加入到 ８ ｍ 蒸馏水 中 ，充分 混合后 用 Ｈ Ｏ ２ ５ ｏ Ｌ ）调 节 ｐ ０ｌ Ｎ ，（ ． ｍ ｌ ／ Ｈ值形 成混合 溶液 ，反应 １ ０—１ｈ ２ 即可得到均匀 、透 明淡 黄 色 溶胶 ，经 陈 化 ，８ ％ 干燥 ，分 别 在 空气 气 氛 下 ３ ０ 、４ ０１、５０ 、 ０ ０％ ０￣ ０％ ２ ６０Ｃ、７０Ｃ煅烧 ５ ，研磨后得 到淡 黄色 ＴＯ 粉体 。 ０￣ ０￣ ｈ ｉ
２ ２ 光催化剂性 能的表 征 ．
基 金 项 目 ：楚 雄 师 范 学 院科 研 项 目 （ 目编 号 ０ ＹＢ Ｊ ５ 。 项 ８ Ｙ０ ）
收 稿 日期 ：２ １ — ０ — １ ０１ ４ １
作 者 简 介 ：董
刚 （ ９ ３ ），男 ，云 南 楚 雄 人 ，副 教授 ，从 事 光 催 化 材 料 性 能 研究 。 １６ 一
关 键 词 ：纳 米 ＴＯ ；溶胶 一 凝胶 法 ；光 催 化 ｉ
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ３ 文 章 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ７ ０ （０ １ ６ — ０ ７ — ０ Ｂ８ ６１ ４ ６ ２ １ ）０ ０１ ６
１ ．引 言
纳米 ＴＯ 光催化剂具有 良好 的化学稳定性 、无 毒 、制备成本低 等优点 而成 为研究热点 ，锐钛矿 ｉ
一
影 响差异较大 。
本文采用溶胶一凝胶法制备不 同热处理 温度 纳米 ＴＯ ，研究 纳米 ＴＯ ｉ ｉ 的结构及光催化性能 。
２ ．实 验 ２ １ 光催 化剂的制备 ．
纳米二氧化钛的制备
纳米二氧化钛的制备及其光催化活性的评价实验报告班级：1.2.3.4.5.1收性能好，特别是吸收紫外线的能力强，表面活性大，热导性能好，分散性好等。
基于上述特点，纳米TiO2具有广阔的应用前景。
利用纳米TiO2作光催化剂，可处理有机废水，其活性比普通TiO2(约10 μm)高得多；利用其透明性和散射紫外线的能力，可作食品包装材料、木器保护漆、人造纤维添加剂、化妆品防晒霜等；利用其光电导性和光敏性，可开发一种TiO2感光材料。
如何开发、应用纳米TiO2，已成为各国材料学领域的重要研究课题。
目前合成纳米二氧化钛粉体的方法主要有液相法和气相法。
由于传统的方法不能或难以制备纳米级二氧化钛，而溶胶-凝胶法则可以在低温下制备高纯度、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或多组分分子级纳米催化剂[1～3]，因此，本实验采用溶胶-凝胶法来制备纳米二氧化钛光催化剂。
制备溶胶所用的原料为钛酸四丁脂(Ti(O-C4H9)4)、水、无水乙醇(C2H5OH)以及冰醋酸。
反应物为Ti(O-C4H9)4和水，分相介质为C2H5OH，冰醋酸可调节体系的酸度防止钛离子水解过速。
使Ti(O-C4H9)4在C2H5OH中水解生成Ti(OH)4，脱水后即可获得TiO2。
在后续的热处理过程中，只要控制适当的温度条件和反应时间，就可以获得金红石型和锐钛型二氧化钛。
钛酸四丁脂在酸性条件下，在乙醇介质中水解反应是分步进行的，总水解反应表示为下式，2、3、10mLpH值使B中，滴速1h后得到4溶液A溶液A与溶液B混合水浴加热一小时后得到的淡黄色溶胶烘干过程中粉末炭化变黑继续加热由黑色变成淡黄色继续加热至不变5、实验结果记录：经老师焙烧活化后的二氧化钛质量为m=2.21g二、二氧化钛光催化活性的评价1、实验原理：根据TiO2 能降解有机物的性质，TiO2能催化降解亚甲基蓝和甲基橙，其降解速度与二氧化钛活性有关，可以通过测量单位时间内被降解有机物浓度降低量来确定二氧化钛的活性，而有机物的浓度可以通过分光光度计测得。
纳米TiO2的制备及其光催化性能的研究
室温下 ， 一定 量 的苯 甲酸 溶解 在 ５ 将 ０ｍＬ乙醇 中 ， 后 向其 中加 入 ０ ０ ｏ Ｔ 搅 拌 ０ ５ｈ后 形 然 ．８ｔ ｌ Ｂ， ｏ ． 成 淡 黄色 的透 明溶 液 。在上 述体 系 中加 入 ２ｍＬ蒸 馏水 ， 继续 搅拌 １ｈ 得 到黄 色溶 胶 。将 得 到 的溶 胶 ，
理得到纳米级 ０ 。以 Ｘ Ｄ、 ａ ｎ Ｔ Ｍ 和 Ｂ Ｔ对样品的晶型和形貌 进行 了表 征。结果表 明， ２ Ｒ Ｒ ｍａ 、 Ｅ Ｅ 改进的 一ｅ法制备得到的 ０ 是结 晶性很好 的锐钛 矿晶型 Ｔ０ ， ｇｌ ２ ｉ２ 具有 较大的 比表 面积。以偶
氮染料甲基橙（ ＭＯ） 水溶液为 目标降解物 ， 考察 了 ０ 催化剂在紫外 光照射下 的光催 化性能。实 ２
是最具 有 开 发前 途 的 绿色 环 保 型催 化 剂 。Ｔ Ｏ ｉ ｅ的
１ 实 验 部 分
１ １ 仪 器 及 试 剂 ．
自压釜 ，０ ， １ ０ｍＬ 上海 仪艺 机 械有 限公 司 ； 空 真 干燥 箱 ， 天津市 通 达实验 电路 厂 ； 多功 能光化 学反应 仪 ， 苏省 环境科 学研究 所； 射线 衍射仪 ， 江 Ｘ 日本
相反应 法 、 学 沉 淀 法 、 胶一 胶 法 、 乳 液 法 、 化 溶 凝 微 水 热法 和溶剂 热法 等 。为 了提高 Ｔｉ２的光催 化 性能 ， Ｏ
Ｙ ｏ ａｒｍ ｝ ０ ｖｎＩ ｂａ 玎 ０光谱 仪 ， 国 ； ｔｃｉ０ — ． 法 Ｈｉ ｈ一 ０２型 ａ ６ 电镜 观 察 透 射 电子 显 微 镜 ； ｉ ｌ 型 傅 立 叶 红 外 Ｎｃ ｅ ｏｔ
仪 ， Ｂ 压 片 ； ｒ ｔｒ ０ ０型 自动 物理 吸附 仪 ， 国 ｋｒ Ｔ ｉ ａ ０ ｓ ３ 美
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纳米TiO2的制备及光催化活性的研究
摘要：以TiCl4为钛源，用正交实验设计方法，探究了水解法制备TiO2最佳反应条件，即烧结温度为600 ℃，盐酸用量为1.7 mL，pH值为8。
同时研究了催化剂用量和时间对TiO2光催化降解甲基橙的降解率的影响，实验结果表明，当催化剂用量为4 g/L，光催化时间为60 min时，降解率可达到90％以上。
关键词：二氧化钛；甲基橙；光催化
1 引言
近年来，随着世界人口的不断增加、工业化水平的日益提高，环境污染成为社会普遍关注的问题，如何有效控制污染是关乎国民经济可持续发展的全球性难题。
而光催化技术在全球能源危机和环境污染方面起着不容忽视的作用。
TiO2具有化学性质稳定、催化活性高、催化简单有机物彻底、不引起二次污染等优点，在污水处理、空气净化等领域被广泛研究。
它利用半导体氧化物材料在光照时表面能受激活化的特性，利用光能可有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味，无二次污染，不仅经济，而且自身无毒、无害及无腐蚀性，还可反复使用，并可望用太阳光为反应光源等特点而被广泛地应用到光催化降解有机污染物，是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。
2 实验部分
1.1主要试剂与仪器
四氯化钛、甲基橙、硫酸铵、浓盐酸均为分析纯。
722型分光光度计；TM-0914p型马弗炉；KQ5200DE型数控超声波清洗器。
1.2纳米TiO2光催化剂的制备
向锥形瓶中加入15 mL的TiCl4溶液，在冰水浴下搅拌，再加人一定量聚乙二醇和浓盐酸的混合物，加入硫酸铵使其充分溶解，在超声清洗仪中保温1 h后，调节pH值，陈化12 h。
洗涤，离心(重复3遍)，沉淀，在8O ℃下真空干燥5 h。
将块状物研磨为粉体，在马弗炉中一定温度下焙烧2 h。
装入密封的试剂瓶中，置于干燥器中备用。
1.3甲基橙溶液光催化降解方法
配制质量浓度为4×10-6的甲基橙溶液作为光降解液。
取100 mL置于250 mL 的烧杯中，加入一定量的TiO2光催剂，配成悬浮液，用磁力搅拌器在自然光的照射下进行光降解。
每隔15 min取上清液，在波长为465 nm下用分光光度计测定其吸光度。
在一定浓度范围内，甲基橙溶液的吸光度与浓度成正比，可以用吸光度代替浓度计算降解率。
甲基橙溶液的降解率=(A0-A)/A0×100％
2 实验结果与问题讨论
2.1 制备纳米TiO2的反应机理
未加HC1时，TiC14水解过程可表示为：
TiC14+2H2O=TiO2+4H++4C1- (1)
此反应可用来制备直径为2 nm的TiO2胶体。
但TiC14浓度增大后，TiO2容易凝聚。
降低反应体系的温度，有利于抑制水解反应，故采取冰水浴措施，减慢水解速度。
四氯化钛的水解分三步进行。
TiC14+H2O=TiOH3++H++4C1- (2)
TiOH3+ =TiO2++H+ (3)
TiO2++H2O=TiO2+2H+ (4)
反应(2)产生的H+抑制了反应(3)和(4)的进行，得到的是清亮的含有TiOH3+的溶液，加入硫酸铵后，SO42+与TiO2+形成TiOSO4沉淀，TiO2+的减少促进了反应(3)的进行，升温后，TiOSO4的溶解度增大，溶液由浑浊重新变澄清。
温度均匀升高到80 ℃并对其进行超声90 min，此时反应(4)开始进行，但由于反应(2)、(3)产生的H+可抑制反应(4)，向溶液中缓慢添加氨水，既可中和反应产生的氢离子，使反应向有利于形成TiO2晶核的方向移动，又使溶液的pH值缓慢升高。
此时，TiO2的生成速度适中，有利于晶核的生成和发育，又可避免pH迅速改变造成的快速沉淀而导致沉淀成分不均匀的现象。
2.2正交试验结果
以烧结温度(A)、HC1用量(B)和pH(C)为考察因素，各因素取3个水平，采
用正交实验，得到降解率最佳的TiO2光催化剂。
表1 影响甲基橙降解率的三因素正交表
由表1可知，A、B、C三个因素中，烧结温度对甲基橙的降解影响最大，制备TiO2的最佳工艺条件，即烧结温度为600 ℃，盐酸用量为1.7 mL，pH值为8。
2.3 催化剂用量对降解率的影响
催化剂用量对降解率的影响见下图1。
由图1可知，催化剂用量2 g/L以下时，随催化剂用量的增加降解率迅速增加；但当催化剂用量>2 g/L时，降解率增加缓慢；当催化剂用量>3 g/L时，随着催化剂用量的增加，降解率增加不明显。
这是由于光催化反应在催化剂表面进行，当甲基橙溶液浓度一定时，反应的活性位点随催化剂用量的增加而增加，由光照产生的活性基团同时增多，因此光反应速率增大；当催化剂提供了足够多的反应活性位点，即反应达到饱和时，如继续增加催化剂的用量，由于催化剂的屏
蔽和散射作用，而导致光照效率增加不明显。
在本实验的反应体系中，甲基橙溶液浓度为4 mg/L，催化剂用量为2-4 g/L为最佳。
2.4光催化时间对降解率的影响
光催化时间对降解率的影响见下图2。
由图2可知，随着时间的增长，TiO2对甲基橙的降解率迅速增加，当时间达到60 min时，降解率可达90％以上，再增加时间，降解率几乎不变。
3 结论
(1)以TiC14为原料制备光催化剂纳米TiO2 ,水解反应分三步进行，反应过程中需要加入硫酸铵是沉淀溶解，后加入氨水，中和反应中生成的H+，使反应向有利于形成TiO2 晶核的方向移动，此反应TiO2的生成速度适中，有利于晶核的生成和发育，可生成纳米级的TiO2晶体。
(2)反应通过正交试验，以烧结温度(A)、HCl用量(B)和pH(C)为考察因素，得出制备纳米TiO2 的最佳条件为：烧结温度为600 ℃，盐酸用量为1.7 mL，pH 值为8。
(3)采用最佳条件下制备的纳米TiO2 为光催化剂降解甲基橙，当催化剂用量为4 g/L,光催化时间为60 min时，降解率可达到90%以上。
参考文献
[1] 周少丽,杨亚婷. 纳米TiO2的制备及光催化性能的研究. 应用化工.第39卷
第8期. 2010年8月.
[2] 那日苏,周炳卿,郝丽媛,王立娟,韩兵. 锐钛矿型TiO2纳米棒薄膜的溶胶一
凝胶法制备研究. 材料导报. 2011年5月第25卷专辑17.
[3] 王崔政,隋吴彬. TiO2／C制备及光催化降解性能. 北华大学学报(自然科学
版). 第12卷第3期.
[4] 白蕊,李巧玲,张巍,李建强,郝晏. 二氧化钛纳米材料的制备及其光催化性
能研究. 化工技术与开发. 第39卷第11期. 2010年11月.。