近些年来，无机纳米孔材料引起人们浓厚的研究兴趣。由于该类材料具有孔隙率高，比表面积大，表面吸附能力强等独特的优点，使其成为催化剂和催化剂载体的首选。因此，设计并合成具有特定形貌与功能的网络孔材料在催化领域具有特别重要的意义。本文采用聚苯乙烯乳胶球模板法和共水解Ti(i-OC3H7)4与TaCl5或Zr(n-OC4H9)4的混合物的溶胶-凝胶法制备了三维有序大孔结构的纳米复合氧化物TiO2/Ta2O5和TiO2/ZrO2(简称3DOMTiO2/Ta2O5和3DOMTiO2/ZrO2)。复合氧化物的结构和物理化学性质通过X-射线粉末衍射(XRD)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、激光拉曼光谱、紫外-可见-近红外光谱(UV-VIS-NIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和表面分析等多种手段进行表征。 本文所合成的3DOM复合氧化物孔壁组成均匀，即ZrO2或Ta2O5均匀地分散到TiO2的骨架中，其中，ZrO2的掺杂量分别为5、10和20％；Ta2O5的掺杂量分别为2.5、5和7.5％。3DOM复合氧化物的孔径为270-290nm；孔壁厚度为30-50nm；粒子尺寸为10-12nm。尽管在同一条件下合成的单一氧化物具有各自的晶型，但制备出的复合物只有一种晶型，即锐钛矿型。拉曼光谱分析结果表明ZrO2或Ta2O5对TiO2的晶体结构有一定的干扰。紫外漫反射光谱分析结果表明复合氧化物的带隙窄于纯锐钛矿TiO2的带隙。复合氧化物的孔壁具有介孔孔道结构，比表面积高于3DOMZrO2、Ta2O5或TiO2的比表面积。通过对对硝基苯酚和罗丹明B的降解，考察了以上制备的3DOM材料的非均相光催化活性。结果表明，3DOMTiO2/Ta2O5和TiO2/ZrO2的催化活性均高于3DOMZrO2、Ta2O5或TiO2的活性。本文详细讨论了复合氧化物光催化活性提高的原因。

    关键词：
    溶胶-凝胶法 光催化剂 纳米材料 复合氧化物 介孔孔道结构
    作者：
    王长华
    学位授予单位：
    东北师范大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    分析化学
    导师姓名：
    郭伊荇
    学位年度：
    2006
    语种：
    中文
    分类号：
    TB383 O643.36
    在线出版日期：
    2006年12月07日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）