摘要
TiO2作为一种n型半导体光催化剂，因其优异的特性被广泛关注，并应用于光催化处理有机废水中。而通过TiO2改性及微观结构调控以提高光催化活性和重复利用仍然是当前的研究热点。本文首先制备了以一维纳米结构为主体的TiO2微球，然后利用复合通过磁性分离以解决回收再利用的问题，并引入SiO2及C材料为中间保护层，制备出Fe3O4/SiO2/TiO2(FST-NT)、Fe3O4/C/TiO2(FCT-NT)纳米管复合材料，采用XRD、BET、FE-SEM、VSM等手段进行样品物理性质的表征分析。以苯酚溶液在模拟太阳光下的光催化氧化反应为模型，研究了TiO2微球及磁性TiO2纳米管复合微球的光催化性能，并与商业P25、自制TiO2的光催化效果进行了对比。 用两步水热法制备的TiO2纳米管-微球呈锐钛矿相，TiO2纳米棒-微球为单一的金红石相，且粒径约为1.5 um，结构完整，其纳米棒的宽度为6-9 nm。两种分级二氧化钛微球均降低了TiO2半导体的禁带宽度，提高了其光催化效果。 用溶剂热法制备的磁性Fe3O4纳米粒子呈规则球形，以改良St(o)ber法制备出的Fe3O4/SiO2复合粒子中，SiO2以无定型形式存在，用两步水热法制备出FST-NT复合材料;通过水热法制备Fe3O4/C复合粒子，葡萄糖浓度为0.05 g mL-1时最适宜;通过溶胶凝胶法制备TiO2外壳，并通过碱水热处理成功制备出结构完整的FCT(s)-NT复合材料，TiO2纳米管的直径为8-10 nm，且具有较大的比表面积。 与商业P25、纯TiO2及纳米管微球相比，FST-NT、FCT(h)-NT、FCT(s)-NT三种复合材料均表现出较高的可见光响应，拓展光响应范围至可见光区，且均具有较高的光催化活性，其中FST-NT和FCT(s)-NT的降解效率均达到80％以上。 所制备的Fe3O4及三种磁性复合材料均表现出较好的磁性能，且均为亚铁磁性，其磁性复合材料的饱和磁化强度最高可达15 emu g-1。
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