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《太陽光感應型納米TiO_2c2_光催化劑的制備及其性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要Ti02以其化學性質穩(wěn)定,無毒和成本低等優(yōu)點,一直是光催化領域的研究熱點,但是由于Ti02禁帶較寬(3.2eV),又限制了其對太陽能的利用。針對Ti02光催化氧化技術存在的缺陷,過渡金屬、堿土金屬、稀土離子等金屬摻雜改性Ti02的研究有了長足進展,非金屬(如Cl、I、S)改性Ti02來拓展其對可見光響應的研究也屢見不鮮?;诮饘俸头墙饘贀诫s的不同特點,本論文采用溶膠.凝膠法分別制各了稀土和非金屬(La/I)、貴金屬和金屬半導體(Ag/W03)及過渡金屬和金屬半導體(Cr/W03)共摻雜改性的
2、Ti02光催化劑,通過改變摻雜元素、摻雜量和焙燒溫度等考察對Ti02光催化活性的影響,同時借助XRD、BET、XPS、UV.Vis、Zeta電位等分析手段,表征了改性Ti02微觀結構。此外,以亞甲基藍染料為目標污染物,探討了在模擬太陽光照射下該改性Ti02的光催化活性,并對其吸附性進行了初步探討。研究表明,摻雜La/I、Ag/W03、Cr/W03不僅可以改變Ti02光催化劑的銳鈦礦相和金紅石相的比例,而且還抑制了Ti02晶粒生長,提高了比表面積。三種改性Ti02光催化劑在紫外光區(qū)的吸光性增強,且
3、發(fā)生微少藍移,同時在可見光區(qū)的吸光性也有一定的增強。由光催化降解亞甲基藍的實驗結果表明:共摻雜改性的納米Ti02光催化劑的催化活性均高于單摻雜的結果,700℃下焙燒2h的La/I.Ti02光催化活性最佳,光照90min亞甲基藍(10mg/L)的降解率達到90%;400℃焙燒2h的Ag/W03.Ti02光催化活性最高,光照60min亞甲基藍(25mg/L)的降解率接近約80%;500℃焙燒2h的Cr/W03共摻雜Ti02催化活性也顯著地提高,在光照90min亞甲基藍(25mg/L)的降解率達66%
4、。Ti02納米粒子表面呈負電性,考察了催化劑對陽離子染料亞甲基藍和惰性氣體的吸附性,結果表明,與單摻雜Ti02比較,共摻雜Ti02顯示了良好的吸附性能。關鍵詞:納米二氧化鈦;共摻雜;光催化活性;朗格繆爾吸附;亞甲基藍opticalresponsetothevisiblerangehavebeenstudiedoverthelastfewyears,suchastransitionmetal,alkalineearth,rareearthionandnonmetal.Consideringthep
5、roblemsabove,rareearthionandnonmetal(Lad),noblemetalandmetalsemiconductor(Ag/W02),transitionmetalandmetalsemiconductor(Cr/W03)codopedTi02photocatalystswerepreparedbysol-gelmethod.ThemicrostructuresofpreparedphotocatalystswerecharacterizedbyXRD,BET,XP
6、S,UV—Vis、Zetapotentalanalysis.Futhermore,theeffectofcalciningtemperatureandcontentofdopantsonthephotocatalyticactivityWasstudiedbydecomposingmethy7leneblue(MB).AbsorptioncapabilityofphotocatalystsWasalsodiscussedinthispaper.Thestudyshowedthatthedopin
7、gmodificationnotonlypreventedthephasetransformationprocessofLad—codoped,Ag/W03一eodopedandCr/W03·codopedTi02photocatalystsfromanatasetorutile,butalsosuppressedcrystalgrowing,increasedthespecificsurfacearea.ComparedtopureTi02,thosethreeTi02photocatalys
8、tsrevealedstrongerabsorptionandblueshiftintheUVlightregion,andtherespondingareatosunlightwasenlargedtovisiblelightarea.TheresultsofphotocatalyticdegradationformethyleneblueindicatedthatphotocatalyticactivityofLad-Ti02,Cr/W03-Ti02andAg/W03-Ti02wastheh