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《鉍和鑭共摻雜二氧化鈦半導(dǎo)體的制備與光催化性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------鉍和鑭共摻雜二氧化鈦半導(dǎo)體的制備與光催化性能研究32第37卷第12期2011年12月水處理技術(shù)TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.12Dec.,2011鉍和鑭共摻雜二氧化鈦半導(dǎo)體的制備與光催化性能研究姜聚慧，王林浩，張圣麟，王慧（河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，綠色化學(xué)介質(zhì)與反應(yīng)省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
2、，河南新鄉(xiāng)453007）摘要：采用溶膠-凝膠法制備了純的TiO2和鉍鑭共摻雜的TiO2光催化劑，以活性黑KN-B為模型降解物，考察了研究了催化劑投加量、染料初始質(zhì)量濃度、溶液pH對(duì)活性黑鉍單摻雜和鉍鑭共摻雜對(duì)TiO2光催化劑的活性影響，KN-B降解率的影響。結(jié)果表明，鉍摻雜的TiO2光催化活性高于TiO2，而適量鉍鑭共摻雜TiO2光催化活性進(jìn)一步提L-1，L-1，高，最佳摻雜比是0.5%的Bi和0.2%的La。當(dāng)鉍鑭共摻雜TiO2催化劑投加量為2.0g·初始質(zhì)量濃度為40mg·pH為2.2時(shí)，活性黑KN-B在125W高
3、壓汞燈光照下20min后的降解率可達(dá)100%。關(guān)鍵詞：二氧化鈦；活性黑KN-B；光催化；共摻雜中圖分類(lèi)號(hào)：——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------TQ314.24+2；X788文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-3770(2011)12-0032-004近年來(lái)隨著染料行業(yè)及紡織印染行業(yè)的快速發(fā)展，
4、排入環(huán)境中的染料廢水也隨之逐年遞增，由于染料種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且染料廢水色度深、濃度大、毒性大，已成為嚴(yán)重的環(huán)境污染物，但是常用的生物化學(xué)法對(duì)染料的降解作用有限[1-2]。TiO2光催化性能較好，化學(xué)性能穩(wěn)定，無(wú)污染，能破壞染料等有毒有機(jī)污染物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，應(yīng)用范圍廣，效率高，催化降解徹底，是近幾年來(lái)環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[3]。但是TiO2本身存在的缺陷使其在實(shí)用性方面有一定制約，因此對(duì)TiO2進(jìn)行了大量改性研究以提高其光催化活性，常用的方法有金屬離子摻雜、非金屬元素?fù)诫s、表面貴金屬沉積、復(fù)合半導(dǎo)體等，其中金屬離子摻雜
5、是較普遍的手段，起初的研究是對(duì)TiO2進(jìn)行單組分的摻雜，近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)雙組分共摻雜制得的光催化劑比單組分摻雜的光催化劑擁但對(duì)于鉍和鑭共摻雜納米二氧有更高的光催化活性[4]，化鈦光催化劑的相關(guān)研究還較少，因此本文采用溶膠-凝膠法制備鉍鑭共摻雜納米TiO2光催化劑，以染料活性黑KN-B為模型降解物，考察了摻雜濃度及相關(guān)因素對(duì)納米TiO2光催化活性的影響。硝酸鑭均為分析純，活性黑KN-B為化學(xué)純。T6型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；KQ2200DB型數(shù)控超聲波清洗器；光催化反應(yīng)器（自制）；————————————————————————
6、——————————————------------------------------------------------------------------------------------------------PHS-3C型精密酸度計(jì)；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。1.2催化劑的制備將24mL鈦酸正丁酯在攪拌下逐滴加入90mL無(wú)水乙醇和4mL冰醋酸混合液中，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間形成溶液A；將10mL去離子水，1mL硝酸充分混合后得溶液B；在劇烈攪拌下將溶液B滴入溶液A中，滴完后繼續(xù)攪拌一定時(shí)間得到均勻透明的溶膠。溶膠經(jīng)室溫
7、陳化兩天后變?yōu)槟z，80℃下干燥24h得干凝膠，經(jīng)不同溫度煅燒4h，研磨成粉，即得納米TiO2。在制備溶液B時(shí)加入適量的硝酸鉍和硝酸鑭，按上述同樣方法制備摻Bi的TiO2和Bi-La共摻雜的TiO2，分別標(biāo)記為Bix/TiO2和BixLay/TiO2（x、y表示Bi和La對(duì)Ti的摩爾百分率，適用全文）。1.3光催化性能測(cè)定光催化活性以光催化降解活性黑KN-B來(lái)評(píng)價(jià)。配制一定濃度的活性黑KN-B溶液，加入適量的自制光催化劑，經(jīng)超聲波清洗器超聲分散30min后轉(zhuǎn)入自制光催化反應(yīng)器中，光源為125W高壓汞燈（主波長(zhǎng)為365n
8、m），試驗(yàn)過(guò)程中磁力攪拌并持續(xù)1試驗(yàn)部分1.1試劑與儀器鈦酸正丁酯、無(wú)水乙醇、冰醋酸、硝酸、硝酸鉍、收稿日期：2011-04-13作者簡(jiǎn)介：姜聚慧（1967－），女，副教授，研究方向?yàn)榧{米材料的制備及應(yīng)用；E-mail：jiangjuhui@126.comAt/A0）×100%計(jì)算其降解率；根據(jù)1級(jí)動(dòng)力學(xué)方程ln(ρ0/ρt)=k
