納米TiO2的制備及其光催化性能研究.pdf

1、TiO2、ZnO、SnO、ZrO2、CdS等半導(dǎo)體都是性能良好的光催化劑。其中， TiO2由于具有超親水性、高化學(xué)穩(wěn)定性、無毒、成本低廉以及良好的光催化活性而引起廣泛關(guān)注。本文主要以Ti-Cu非晶合金為鈦源，以Na2SO4和NaF為表面活性劑，通過水熱法一步合成N摻雜的金紅石、多層納米球銳鈦礦以及N、F共摻雜的納米結(jié)構(gòu) TiO2，研究了它們對有機(jī)染料光催化降解的活性劑選擇性，并通過熱處理手段對其光催化性能進(jìn)行改善。本研究主要內(nèi)容包括：<

2、br>　?、艧o表面活性劑添加時，得到納米花狀的N摻雜的金紅石型TiO2，其對光的吸收邊界出現(xiàn)了一定的紅移。在相同條件下降解羅丹明B、甲基橙和亞甲基藍(lán)時，金紅石型TiO2對羅丹明B有更高的選擇性，降解效率高達(dá)92％。通過熱處理手段有效地改善了金紅石的光催化性能，焙燒溫度為550℃時的催化活性達(dá)到最高。
　　⑵以Na2SO4為表面活性劑時得到多層納米球銳鈦礦型TiO2，其表面吸附了大量的SO42-離子，使表面酸度大大提高，這些SO42

3、-離子不僅能增加了Lewis酸性位點(diǎn)的數(shù)量，而且能誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的 Br?nsted酸性位點(diǎn)，這兩種酸性位點(diǎn)一方面為反應(yīng)物和氧分子提供表面吸附中心，另一方面能有效俘獲光生電子，有效阻止光生載流子的復(fù)合，提高載流子的壽命，從而改善催化劑的光催化活性，其在降解甲基橙方面比P25更有優(yōu)勢。通過熱處理手段有效地改善了它的光催化性能。焙燒溫度為700℃時的催化活性達(dá)到最高。
　?、且詽舛葹?.6~80 mM的NaF為表面活性劑時，所得產(chǎn)物的微

4、觀形貌和相組成呈現(xiàn)多樣性：當(dāng)加入F離子的濃度較低（≤16 mM）時，得到的產(chǎn)物是金紅石與銳鈦礦的混合相，且隨著 F離子濃度的增加，銳鈦礦的含量增多。而當(dāng) F離子濃度較高（≥48 mM）時，得到的產(chǎn)物是銳鈦礦與(NH4)0.3TiO1.1F2.1的混合相。無論是混晶還是氟鈦酸氨，對羅丹明 B都有一定的光催化降解活性。所有試樣550℃焙燒1h后，得到N、F共摻的TiO2。其對光的吸收邊界出現(xiàn)了一定的紅移，催化活性有了明顯的提高，光催化穩(wěn)定性