高光催化活性二氧化钛纳米材料的超声制备及其声空化动力学研究

项目名称： 高光催化活性二氧化钛纳米材料的超声制备及其声空化动力学研究

项目编号： No.11204129

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学I

项目作者： 吴雪炜

作者单位： 南京大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 与纳米材料的常规制备方法相比，不同物理参量的超声辐照经声空化效应，可制备结构独特(如混合晶相)且具有高光催化活性的二氧化钛纳米颗粒，而不同的超声参量和声空化效应对于二氧化钛纳米颗粒的结构和特性变化，尤其是晶相变化过程中的物理化学机理，尚缺乏深入研究，由此限制了超声制备高光催化活性二氧化钛纳米颗粒的技术开发和利用。本项目主要通过改变超声辐照的一系列物理参量，研究不同的超声物理参量如何通过声空化效应作用于二氧化钛纳米颗粒的结构和特性变化，特别是声空化效应在二氧化钛纳米颗粒晶相变化过程中的物理化学机制，为超声制备高光催化活性的二氧化钛纳米材料提供声化学理论指导。进而，通过超声制备金属高浓度掺杂二氧化钛纳米颗粒，阐明超声辐照以及声空化效应在金属高浓度掺杂二氧化钛纳米颗粒制备过程中的物理化学机制，尤其是清晰的描述其中的声空化动力学过程，为超声制备金属高浓度掺杂二氧化钛纳米颗粒提供声化学理论基础。

中文关键词： 超声辐照；二氧化钛；氧化锌；稀土元素掺杂；

英文摘要： Compared with the conventional method for preparing the nanoparticles, the TiO2 nanoparticles with the unique structures (like the anatase-rutile mixed phases)and highly photocatalytic efficiency can be prepared under the ultrasonic irradiation by altering the ultrasonic parameters like the frequency,intensity,time and pulse width.But so far,how the ultrasonic irradiation with different parameters and the its cavitation affect the structures and properties of TiO2 nanoparticles,and especially the physicochemical mechanism during the phase-transition by ultrasonic cavitation, are still lack of deep investigation. Such situation limits the further development and applications of ultrasonic synthesis technology in TiO2 nanoparticles with highly photocatalytic efficiency.This project aims to find out that by altering the different ultrasonic parameters under ultrasonic irradiation, how the cavitation affects the structures and properties,and especially the phase-transition in TiO2 nanoparticles,which can provide the theoretical basis for ultrasonic synthesis of TiO2 nanoparticles with highly photocatalytic efficiency. Furthermore, through the ultrasonic synthesis of metal highly-doped TiO2 nanoparticles,the physicochemical mechanism of ultrasonic cavitation in the synthesis of metal highly-doped TiO2 nanoparticles

英文关键词： Ultrasonic irradiation；TiO2；ZnO；Rare-earth Doping；