鉭酸鹽光催化劑的溶劑熱合成及性能研究.pdf

1、對比傳統(tǒng)的高溫固相反應,溶劑熱耗能更低,操作簡單易行,且產(chǎn)物顆粒更為細小。本文以溶劑熱合成法,在不同的反應條件下,制備了一系列納米鉭酸鹽光催化劑。此外,還對水熱制備的鉭酸鈉進行了氧化鎳負載以及稀土離子摻雜,提高鉭酸鹽的光催化活性。并利用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM),紅外(IR),高分辨透射等分析檢測手段對所得樣品進行了相組成,微觀形貌和結構的表征;用紫外.可見分光光度計(UV-vis)測試樣品

2、的光催化性能。
　　 (1)以Ta2O5和NaOH為原料,在水熱體系下低溫合成納米NaTaO3。研究了反應溫度,反應時間,氫氧化鈉濃度以及溶劑對樣品結構形貌以及性能的影響。實驗結果表明,當氫氧化鈉濃度為0.75mol/L,在140℃水熱溫度下反應12h可以得到200～300nm結晶完善的純相鉭酸鈉。氫氧化鈉在反應中不僅充當反應物,而且作為反應的礦化劑,提高氫氧化鈉的濃度可以提高促進反應的進行。水熱反應溫度影響溶劑中離子的活性,升

3、高反應溫度,可以加速晶體的生長。鉭酸鈉的水熱合成遵循溶解再結晶的機理。光催化性能實驗顯示,光催化性能水熱制備的NaTaO3對降解藏紅T具有較高的催化活性,晶體發(fā)育越完善,催化活性越高。
　　 (2)采用浸漬法對鉭酸鈉進行了氧化鎳負載,以及稀土離子摻雜摻雜改性。采用浸漬法制備氧化鎳負載的鉭酸鈉,熱重分析確定樣品的燒結溫度。光催化性能評價結果顯示,氧化鎳負載鉭酸鈉的光催化活性大大提高,其中氧化鎳的負載量為0.2％時,光催化效率最高。

4、負載機理可以認為鉭酸鈉導帶的光生電子可以躍遷到氧化鎳的導帶上,一方面降低了禁帶寬度;另一方面,電子轉(zhuǎn)移到表面,減少了與空穴的復合,提高鉭酸鈉的催化活性。水熱法可以一步合成金屬摻雜鉭酸鈉,鑭摻雜后鉭酸鈉的晶面間距變小,禁帶寬度變窄。鑭摻雜后光催化活性提高。
　　 (3)采用乙醇—水,正己烷—水兩種混和溶劑體系制備得到不同結構的鉭酸鉀,在水體系中得到燒綠石相鉭酸鉀,而有機溶劑中可以得到鈣鈦礦型鉭酸鉀。光催化性能評價結果顯示,雖然鈣鈦