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《氮摻雜tio,2光催化劑的制備改性及光催化性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中國石油大學(xué)(華東)碩士學(xué)位論文氮摻雜TiO<,2>光催化劑的制備改性及光催化性能研究姓名:齊蕾申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:鄭經(jīng)堂20090401摘要采用溶膠.凝膠法制備了Ti02、氮摻雜Ti02、Fe-N共摻雜改性Ti02及La-N共摻雜改性Ti02,對樣品進行了XRD、DRS、FTIR等分析,并以活性炭纖維(ACF)為載體,制備了負載有氮摻雜Ti02薄膜的復(fù)合光催化材料。以染料分子為模擬污染物,考察了樣品的光催化性能。氮的摻雜抑制了Ti02晶粒的生長,細化了樣品晶粒尺寸,晶粒尺寸較相同煅燒溫度下的純T
2、i02小。氮的引入引起了樣品中Ti02晶格的畸變,影響了Ti02由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變;DRS譜圖表明氮的引入使樣品吸收帶邊發(fā)生了不同程度的紅移,有利于光催化活性提高。紫外光下氮的的最佳添加量為30%,最佳煅燒溫度為400℃;可見光下氮的的最佳添加量為5‰最佳煅燒溫度為700℃。Fe.N共摻雜Ti02與La-N共摻雜Ti02體系的最佳摻雜量分別為n(Fe):n(N):n(TiO/)=0.1%:30%:l和n(La):n(№:n(Ti02)=0.1%:30%:l,F(xiàn)e-N共摻雜Ti02最佳煅燒溫度為400℃,La-N
3、最佳煅燒溫度均為600℃。此條件下制備的改性后光催化劑的光催化活性優(yōu)于純Ti02和氮摻雜Ti02。Fe摻雜與La摻雜均能細化樣品晶粒,抑制樣品中Ti02晶型由銳鈦礦相向金紅石相的轉(zhuǎn)變;兩種金屬離子摻雜后使得Ti02光吸收增強并且進一步紅移。負載體系中,氮摻雜Ti02以薄膜形式包覆在ACF的表面,在ACF條帶狀溝槽處的薄膜易開裂。在紫外光下,由于吸附和光催化的雙重作用,可使有機污染物快速降解。負載體系由于自身孔結(jié)構(gòu)的因素,可對目標(biāo)分子的光催化降解性能產(chǎn)生影響,目標(biāo)污染物的分子尺寸與負載體系孔徑相匹配時,可被迅速地吸附進入
4、材料的微孔內(nèi)部,目標(biāo)污染物的分子尺寸大于負載體系孔徑時,會產(chǎn)生孔屏蔽效應(yīng),影響其光催化降解性能。關(guān)鍵詞:氮摻雜Ti02,光催化,摻雜,負載StudyonthePreparationModificationandPhotocatalyticPropertyofN—dopedTi02QiLei(ChemicalTechnalogy)DirectedbyProf.ZhengJingtangAbstractPuretitania,N-dopedTi02,CO—dopedwithtransitionmetalFe3+andrar
5、eearthmetalLa3+werepreparedbys01.gelmethod.ThecatalystsobtainedwerecharacterizedbyXRD,DRSandFTIR。Andactivatedcarbonfibers(ACFs)asthesupportforN—dopedTi02loading,N—dopedTi02loadedACFs(TN/ACF)sampleswereprepared,also.Thedyemoleculeswerechosenasthemodeltoevaluateth
6、ephotocatalyticactivityofallsamples.TheNsingle—dopingcouldrestraintheincreaseofgrainsizeandrefinegrains.Besides,theresultsshowedthataddingNcouldledtodistortionandpromotethecrystaltransformationformanatasetorutile.ItcouldalsobroadlightabsorptionrangeofTi02,whichc
7、ouldimprovetheabilityofreduction—oxidation.Itwasfoundthatthesamplescalcinedat400。Canddopedwith30%N(inmole)possessedthehighestphotocatalyticactivityamongofallthepreparedsamplesunderUV-lightirradition,andcalindat600。C,dopedwith5%NOnmolelunderVisible—lightirriadiat
8、ion.Theoptimaldopingamount(inmolarratio)forFeandLawasFe:N:Ti02=0.1%:30%:1andLa:N:Ti0220.1%:30%:1respectively.TheoptimaltemperatureofheattreatmentforFe—NCO—doped’Fi02a