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1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,利用TiO2進(jìn)行環(huán)境凈化越來(lái)越引起人們的關(guān)注,TiO2的禁帶寬度為3.2 eV,僅對(duì)波長(zhǎng)小于387 nm的紫外光有響應(yīng),但是紫外光僅占太陽(yáng)光的4%,單純的TiO2在太陽(yáng)光下的光催化效率較低。CdS的禁帶寬度為2.42 eV,光響應(yīng)范圍在可見光,當(dāng)一定能量的光照射時(shí),CdS導(dǎo)帶上的電子更容易躍遷到TiO2的導(dǎo)帶上,相應(yīng)的在CdS的價(jià)帶上產(chǎn)生光生空穴,可以提高光生電子和光生空穴的分離效率;CNTs具有大
2、的比表面積和優(yōu)良的電子傳輸性能,TiO2導(dǎo)帶上電子可以通過(guò)CNTs發(fā)生轉(zhuǎn)移,降低光生電子和光生空穴的復(fù)合幾率。本文采用CdS、CNTs共摻雜TiO2制備復(fù)合催化劑,研究復(fù)合催化劑在可見光下的光催化性能。
本文采用溶膠凝膠法制備了 TiO2、CdS-TiO2、CNTs-TiO2、CNTs-CdS-TiO2光催化劑。采用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(HRTEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)制備樣品的晶型和微觀形貌表征;采
3、用紫外-可見分光光度計(jì)(UV-vis)、電化學(xué)工作站測(cè)定了樣品的光電性能;以鎢燈為模擬光源,測(cè)試了樣品在可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)的降解性能,得到如下結(jié)論:
(1)在本實(shí)驗(yàn)條件下,采用溶膠凝膠法制備TiO2最佳試劑含量是5 mL鈦酸四丁酯、4 mL去離子水、40 mL無(wú)水乙醇、1.5 mL濃鹽酸、0.3 g聚乙二醇、1.5 mL乙酰丙酮;500℃退火后的TiO2光催化劑結(jié)晶度最高,顆粒分布均勻;在可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)的降解實(shí)驗(yàn)表明,在濃
4、度為5 mg/L的25 mL亞甲基藍(lán)溶液中,TiO2含量為0.15 g時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率(3 h)為5%。
(2)采用溶膠凝膠法制備了不同CdS摻雜量的CdS-TiO2光催化劑。結(jié)果表明,TiO2為銳鈦礦相,CdS為六方晶相,且CdS的摻入能促進(jìn)TiO2晶型的生長(zhǎng);當(dāng)CdS的摻雜量為5%時(shí)(摩爾比),CdS-TiO2光催化劑顆粒細(xì)小且分散均勻,比表面最大;紅移現(xiàn)象最明顯;光電流強(qiáng)度最大,為0.16 mA/cm2;在可見光下對(duì)
5、亞甲基藍(lán)的降解率(3 h)為50%。
(3)采用溶膠凝膠法制備了不同CNTs摻雜量的CNTs-TiO2光催化劑。結(jié)果表明,當(dāng)CNTs的摻雜量為0.3%時(shí)(摩爾比),紅移現(xiàn)象最明顯,光電流強(qiáng)度最大,為0.20 mA/cm2;在可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率(3 h)為40%。
(4)采用溶膠凝膠法制備了0.3%CNTs-5%CdS-TiO2光催化劑。結(jié)果表明,CNTs的摻入可以促進(jìn)TiO2和CdS晶型的生長(zhǎng);CdS與TiO
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