納米二氧化鈦光催化劑的制備與摻雜改性研究.pdf

1、本研究以鈦酸四丁酯為鈦源，無水乙醇為溶劑，冰醋酸為抑制劑，采用溶膠-凝膠法來制備納米二氧化鈦顆粒光催化劑。在配比固定、自然pH值、室溫、攪拌方式一致、干燥方式相同的條件下，考慮焙燒溫度和焙燒時間對納米TiO2晶型組成、粒徑大小和催化活性的影響，確定了TiO2實驗室制備工藝條件。并利用X射線衍射法對所制得的二氧化鈦粉體進行表征，研究了TiO2粉體在焙燒過程中的相轉(zhuǎn)變。 為了進一步提高納米二氧化鈦光催化劑的活性，在深入分析二氧化鈦光

2、催化機理的基礎(chǔ)上，本研究采用金屬離子摻雜的方法對二氧化鈦光催化劑進行改性研究。選取了過渡金屬Fe、Pb、Cu，貴金屬Ag，稀土元素Ce作為摻雜劑，采用溶膠—凝較法制備了摻雜改性納米二氧化鈦光催化劑。通過X射線衍射分析，考察了各金屬離子摻雜對二氧化鈦粉體的晶型結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸的影響。通過降解苯酚溶液，研究了各離子摻雜對二氧化鈦光催化活性的影響，確定了最佳摻雜焙燒溫度和最佳摻雜比例，初步探討了金屬離子摻雜對二氧化鈦粉體光催化活性影響的機理。在

3、單一離子摻雜改性的基礎(chǔ)上，本論文首次采用Fe3+-Ce4+、Pb2+-Ce4+、Cu2+-Ce4+三種體系對二氧化鈦進行共摻雜改性。通過X射線衍射分析，考察了共摻雜對二氧化鈦粉體的晶型結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸的影響。以對苯酚的光催化降解考察了光催化活性，確定了最佳的共摻雜比例，并初步探討了共摻雜提高或者降低二氧化鈦粉體光催化活性的機理。研究表明，對于苯酚的光催化降解，F(xiàn)e3+-Ce4+、Cu2+-Ce4+共摻雜改性TiO2均高于單一摻雜的效果，而