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文檔簡介
1、在光催化領(lǐng)域,TiO2因擁有廉價、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、氧化能力強等突出優(yōu)點而得到廣泛的研究。但TiO2存在自身局限性,其禁帶寬度為3.2eV(銳鈦礦相),只能吸收波長小于385nm的紫外光,缺乏可見光響應(yīng)使其對太陽能的利用率較低。
針對上述問題,本論文選用窄帶隙半導(dǎo)體Cu2O對TiO2進(jìn)行改性,制得系列TiO2/Cu2O粉體催化劑和負(fù)載于經(jīng)硅溶膠處理的蜂窩陶瓷上的TiO2/Cu2O整體式催化劑。利用XRD、SEM、UV-Vis
2、等方法對催化劑的晶相結(jié)構(gòu),晶粒形貌,光吸收性能等進(jìn)行了表征,并以氣相甲苯、液相甲基橙的可見光催化降解為探針反應(yīng),考察催化劑的光催化活性。得到如下結(jié)果:
1.在浸漬還原法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑上,當(dāng)Cu2O含量為50 wt%時,甲苯的降解率達(dá)到29.7%,甲基橙的降解率達(dá)到38%,明顯優(yōu)于純TiO2和純Cu2O。產(chǎn)生這種效果的可能原因是,催化劑中TiO2和Cu2O產(chǎn)生了耦合,形成了異質(zhì)結(jié),促進(jìn)了光生電子/空穴的分離,
3、提高了催化劑上光的量子效率。同時,催化劑晶粒的縮小,比表面積的增大也對催化劑性能的提高起到一定的促進(jìn)作用。
2.與浸漬還原法相比,采用水熱法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑展現(xiàn)出更好的可見光催化活性。在水熱法制備的TiO2/Cu2O復(fù)合催化劑上,當(dāng)Cu2O含量為50 wt%時甲苯的降解率達(dá)到36.5%;甲基橙在反應(yīng)3 h時的降解率達(dá)到52%,可能原因是催化劑中,TiO2和Cu2O的耦合效果更好,以及催化劑顆粒的進(jìn)一步縮小和比
4、表面的進(jìn)一步增大。
3.在蜂窩陶瓷表面負(fù)載二氧化硅薄膜,可提高陶瓷載體表面的平整度,有效提高催化劑活性組分TiO2/Cu2O的附著性能,增加單位載體面積上活性組分的負(fù)載量,從而提高催化劑的光催化活性?;钚栽u價結(jié)果表明,浸漬還原法制備的整體式催化劑TiO2/Cu2O/TC-SiO2-JZ顯示出較好的光催化活性,在可見光照射下,該催化劑上甲苯的降解率達(dá)到31.6%,反應(yīng)5h后甲基橙的降解率達(dá)到26.7%。
4.表征結(jié)果表
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