TiO2光催化活性及其應(yīng)用的研究.pdf

1、近年來，離子摻雜和結(jié)構(gòu)設(shè)計是TiO2光催化技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。本論文綜合以上兩點，利用簡單有效的方法制備得到了含有不同種類摻雜離子的、同時具有介孔結(jié)構(gòu)的納米級TiO2粉體。
　　本文介紹了一種含有不同種類摻雜離子的、同時具有介孔結(jié)構(gòu)的納米級TiO2粉體的水熱合成方法。本方法選擇鈦酸正丁酯作為鈦源，硝酸銅和尿素分別作為銅離子和氮離子的摻雜前驅(qū)體，Pluronic P123型聚醚作為誘導(dǎo)形成介孔結(jié)構(gòu)的模板劑。X-射線光電子能譜(XPS

2、)和X-射線衍射(XRD)測試結(jié)果證實，在該方法中銅相以Cu1+的形式分散在所制備的TiO2體系中，這是水熱反應(yīng)中溶劑的脫羥基還原作用將摻雜前驅(qū)體中的Cu2+還原的結(jié)果;同時，測試結(jié)果也證實非金屬離子N能夠更加均勻地分散在TiO2體系中，而不造成TiO2晶格變形等不良影響。紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)測試結(jié)果證實，金屬Cu離子與非金屬N離子的摻雜均提高了TiO2對可見光的吸收轉(zhuǎn)化能力。
　　催化劑的性能強烈依賴于它

3、們的顆粒尺寸，在本方法合成的介孔結(jié)構(gòu)中，直徑20nm左右的原生顆粒聚集成直徑1100nm左右球狀介孔聚集體。N2吸附-脫附測試結(jié)果證實這種介孔結(jié)構(gòu)提高了粉體的比表面積。
　　光催化降解甲基橙測試實驗證實了離子摻雜和介孔結(jié)構(gòu)對于TiO2的光催化活性具有疊加提升的效果。摻雜離子可以有效降低TiO2的禁帶寬度，降低光生電子-空穴的發(fā)生閾值，增加光生電子-空穴對數(shù);同時介孔結(jié)構(gòu)更大的比表面積也使催化劑獲得了更大的吸附能力。
　　另外