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《金屬n共摻雜可見光響應(yīng)納米tio,2光催化劑的共沉淀法制備及性能》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文金屬/N共摻雜可見光響應(yīng)納米TiO<,2>光催化劑的共沉淀法制備及性能姓名：羅祝義申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：劉雪霆20100401金屬／N共摻雜可見光響應(yīng)納米Ti02光催化劑的共沉淀法制備及性能摘要隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重。如何節(jié)約能源，控制和處理環(huán)境污染已成為當(dāng)前的重大課題。在眾多納米光催化材料中，Ti02因具有氧化性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、廉價(jià)無毒等優(yōu)點(diǎn)，成為最有發(fā)展前景的納米光催化劑。但純Ti02禁帶寬度大(3．2eV)，只能利用太陽(yáng)光中占很少部分的紫外光，且光生電子．空穴容
2、易復(fù)合，導(dǎo)致量子產(chǎn)率低，光催化活性不高，限制了其應(yīng)用。因此，對(duì)Ti02進(jìn)行改性，拓展光譜響應(yīng)范圍至可見光區(qū)，抑制光生載流子的復(fù)合以提高其光催化活性是Ti02光催化劑進(jìn)一步走向?qū)嵱没年P(guān)鍵。本文在總結(jié)納米Ti02光催化劑改性研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展了以下幾個(gè)方面的研究。1．為了拓展Ti02的光譜響應(yīng)范圍并提高其光催化活性，采用非金屬離子N摻雜的方法對(duì)Ti02進(jìn)行改性。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外．可見吸收光譜(UV-vis)等對(duì)樣品的晶相、形貌、元素組成、吸收帶邊等進(jìn)行了表征。與純T
3、i02相比較，摻雜樣品的粒徑較小，由于摻雜使價(jià)帶上移，禁帶寬度減小和形成雜質(zhì)能級(jí)，使樣品在可見光區(qū)的吸光強(qiáng)度明顯增加。以亞甲基藍(lán)為模擬脫色物、白熾燈為可見光光源表征了其可見光性能，發(fā)現(xiàn)N摻雜樣品表現(xiàn)出良好的可見光催化活性。2．通過共沉淀法制備了La-N共摻雜Ti02納米晶體。研究了摻雜濃度對(duì)光催化活性的影響。結(jié)果表明：在N、La的摩爾摻雜濃度分別為2％和O．3％時(shí)，制備樣品的光催化活性最好，白熾燈下照射2h對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率可達(dá)到45．2％。La摻雜的離子半徑較大容易導(dǎo)致晶格畸變，半徑較大的La3+進(jìn)入Ti02晶格間隙形成新的結(jié)構(gòu)缺
4、陷，這有利于晶粒的表面羥基化，使樣品的光催化能力明顯增強(qiáng)；同時(shí)La和N的摻雜均可以使禁帶寬度窄化，引起催化劑吸收帶邊的紅移，從而使可見光催化活性明顯增加。而且La摻雜有效抑制了光生電子．空穴的復(fù)合。3．采用共沉淀法合成了Mo-N共摻雜納米Ti02光催化劑Mo-N．Ti02。XRD分析表明所得光催化劑均為銳鈦礦晶型，Mo-N共摻雜能抑制Ti02從銳鈦礦向金紅石型的轉(zhuǎn)變；UV-vis結(jié)果表明Mo-N．Ti02對(duì)可見光吸收增強(qiáng)，吸收帶邊明顯紅移；XPS結(jié)果顯示，Mo是以+6價(jià)的形式存在，并取代Ti針進(jìn)入Ti02晶格中。催化劑制備的最優(yōu)條件
5、為：Mo：N：Ti摩爾比為0．0125：0．02：1，煅燒溫度為500℃，白熾燈下2h對(duì)亞甲基藍(lán)溶液脫色率達(dá)55．7％。M0+6取代n4+進(jìn)入晶格造成Ti02表面的lewis酸性增強(qiáng)，有利于其導(dǎo)帶中的光生電子向表面遷移，促進(jìn)了光生空穴．電子對(duì)的分離，同時(shí)協(xié)同共摻雜引起的帶邊紅移作用提高了Mo-N共摻雜納米Ti02的可見光催化活性。本文采用共沉淀法制備了金屬／N共摻雜可見光響應(yīng)Ti02光催化劑，在離子摻雜種類和濃度、煅燒溫度對(duì)光催化活性的影響、光催化的作用機(jī)理等方面獲得了一些有意義的結(jié)果，具有一定的創(chuàng)新性，對(duì)Ti02光催化劑太陽(yáng)能有效
6、利用的理論和應(yīng)用研究具有一定的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：Ti02；可見光響應(yīng)；共摻雜；共沉淀；光催化PreparationandPerformanceofMetal—NCodopedNanoTi02VisibleLightPhotocatalystsViaCoDreciDitationRouteRoUteLj0DreClDltatlonAbstractWjththerapiddevelopmentofindustry,energycrisisandenvironmentpollutionbecomemoreandmoreserious．Co
7、nsequently,howtosaveenergyandhowtocontrolanddealwiththeenviromentpollutionhavebeenveryimportanttopicnowadays．Amongallthenanophotocatalyticmaterials，Ti02becomethemostpromisingphotocatalystforitsstrongoxidationactivity,stability,nontoxicityandcheapness．However,pureTi02ha
8、salargebandgapenergy(3．2eV)andcanonlytakeadvantageofultravioletlight；asmallportionofsolarenergy,andthelightinducedele
