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1、实实验验二二 纳纳米米晶晶半半导导体体陶陶瓷瓷纤纤维维光光催催化化功功能能材材料料的的制备与光降解有机污染物制备与光降解有机污染物一、实验目的一、实验目的1.了解光催化氧化技术及其在环境中的应用进展；2.了解纳米晶半导体陶瓷纤维的sol-gel制备方法,熟悉光催化原理；3.熟悉无机材料的表征方法(扫描电镜、透射电镜、X-射线粉末衍射仪和紫外漫反射等)；4.掌握利用光降解实验评价纳米晶半导体陶瓷纤维光催化活性的方法；5.熟悉实验设计和数据处理方法；6.培养科学思维习惯和解决实际问题能力。二、实验内容二、实验内容1.纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备；2.纳米晶TiO2纤维的性能测
2、试与表征；3.TiO2纤维光催化降解水中有机污染物染料甲基红的反应动力学实验。三、实验仪器设备及材料三、实验仪器设备及材料1.纳米晶纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备凝胶法制备实验原料：四氯化钛、乙酰丙酮、三乙胺、正硅酸乙酯、甲醇、四氢呋喃、蒸馏水；实验设备：冷凝旋转蒸发器、反应搅拌器、玻璃仪器、天平等。2.纳米晶纳米晶TiO2纤维的性能测试与表征纤维的性能测试与表征实验原料：液氮、蒸馏水、无水乙醇实验设备：氮吸附BET比表面测定仪、扫描电镜、透射电镜3.TiO2纤维光催化降解水中有机污染物纤维光催化降解水中有机污染物染料甲基红的反应动力学实验染料甲基红
3、的反应动力学实验实验原料：甲基红、蒸馏水实验设备：紫外可见吸收光谱仪、可见分光光度计；动力学实验教学附件四、实验原理四、实验原理图 1.光催化原理示意图（1）图2.钛酸四正丁酯水解历程(2)随着氢氧化物的形成,将发生下述缩合反应：脱水缩聚反应 TiOH+HOTi TiOTi+H2O脱醇缩聚反应 TiOR+HOTi TiOTi+ROH(3)总反应方程式为：Ti(OR)4+4H2OTi(OH)4+4ROH Ti(OH)4 TiO2+2H2O五、实验方法与步骤五、实验方法与步骤1、纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备2、纳米晶TiO2纤维的性能测试与表征3、TiO2纤维光催化降解水中有机污染物染料甲基红的反应动力学实验。六、思考题六、思考题1、影响合成实验的主要因素有哪些？2、作为光催化材料，应必备哪些条件和要求？