碳基Bi-Ti復合光催化劑的制備及其太陽光催化降解羅丹明B研究.pdf

1、近年來，光催化技術因其高效率、低成本、降解產物無污染等優(yōu)點，受到了研究者的普遍關注。其中，制備高效可見光催化劑是光催化技術研究的重要方向之一。二氧化鈦(TiO2)作為廣泛使用的光催化劑-活性高、穩(wěn)定性好、成本低。但其只能響應波長為387.5nm以下的紫外光，對太陽光中的可見光利用率較低。因此，對TiO2進行改性，提高可見光催化活性是當前研究的熱點之一。
　　復合催化劑是一種有效的思路，利用半導體之間能級差別有效分離電荷，因而能夠使

2、其激發(fā)波長延伸至可見光區(qū)。鉍系光催化劑(Bi2O3，BiOX-Cl、Br、I)因其具有獨特的電子結構和能帶結構，于可見光區(qū)存在明顯的吸收，在光催化降解有機染料方面表現出優(yōu)于其它類型半導體的催化降解性能。
　　同時，活性炭、沸石等因具有較高的比表面，能為催化劑提供豐富的反應位點，也被應用到光催化劑的改性?；钚蕴康仍诒苊鈱Υ呋瘎┳陨磉^高要求的同時，亦可獲得理想的光催化效果，宜于大規(guī)模應用。
　　因此，本文采用溶膠-凝膠法制備以碳

3、為基質的Bi-TiO2復合光催化劑，通過控制煅燒溫度保留不同的碳含量。采用X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡分析(SEM)、透射電鏡分析(TEM)、比表面積測試法(BET)和色譜散(EDS)等表征分析技術，分析催化劑的組成、形貌和結構。分析表明，該復合光催化劑的晶相主要為BiOCl，并含有少量的TiO2及Bi2O3。其中在573K和673K煅燒得到的催化劑保留了豐富的多孔無定形碳，比表面積較大;在更高的煅燒溫度下，生成了新物相Bi2Ti

4、2O7，而碳含量則急劇減少。
　　通過降解有機污染物羅丹明B研究復合催化劑的光催化活性。在模擬太陽光條件下光照1小時，剩余羅丹明B濃度由紫外-可見分光光度計(UV-Vis)檢測。Bi/Ti-673 K表現出最高的光催化活性，羅丹明B去除率達到91％; Bi/Ti-573K次之，分解了大約56％羅丹明B。而兩個溫度得到的催化劑則降解了不到30％污染物。在自然太陽光條件下光照2.5小時，Bi/Ti-673 K也光解了99.15％羅丹明